Вторичные цепи РУ и их монтаж в настоящее время значительно упростились. В связи с применением КРУ и КТП работы по монтажу вторичных цепей в пределах камер и щитов перенесены с монтажного объекта на заводы, изготовляющие комплектное электрооборудование. Таким образом, в РУ, собираемом из камер КСО и КРУ, а также при установке КТП работы по монтажу вторичных цепей сведены к монтажу внешних соединений между отдельными камерами и соединению общих магистралей. С учетом указанного ниже приведены лишь краткие сведения о перспективах развития реле защиты и автоматики (РЗА) и измерительных приборов, а также о монтаже контрольных кабелей во вторичных цепях РУ.
Монтаж РЗА
Аппараты релейной защиты применяют для отключения выключателя при различных видах нарушений нормального режима работы. Реле защиты делят на первичные и вторичные. Первичные реле включают непосредственно в первичную силовую цепь, вторичные реле включают через измерительные трансформаторы. Различают реле прямого действия, которые непосредственно воздействуют на механические защелки механизма отключения привода выключателя, и реле косвенного действия, которые механически не воздействуют на защелку привода, а замыкают цепь катушки отключения привода выключателя.
Первичные реле здесь не рассмотрены, так как они не связаны с монтажом вторичных цепей, а являются элементом первичных цепей и монтируются вместе с выключателем. Вторичные реле прямого действия встраивают в ручные приводы выключателей.
Реле косвенного действия устанавливают на фасаде камеры РУ или на панели релейного щита. Наиболее распространенными видами реле косвенного действия являются реле максимального тока мгновенного действия РТ-40 (заменяются на РТ 140) и максимального тока с выдержкой времени и с отсечкой мгновенного действия PT-8Q и РТ-90, минимального и максимального напряжения РН-50 (заменяются на PH 150).
Для работы совместно с реле косвенного действия применяют также реле промежуточные (РП) и указательные (РУ). Если мощность контактов основного реле недостаточна для непосредственного замыкания цепи катушки отключения привода, а также в тех случаях, когда требуется дать импульс на отключение нескольких выключателей, применяют РП, имеющие необходимое количество контактов. В этом случае реле токовое, напряжение или другое основное реле включает промежуточное реле, а оно уже замыкает контакты на отключение выключателя или нескольких выключателей.
Реле указательное (РУ) и импульсное сигнальное (РИС) служат для сигнализации срабатывания основного реле. Цепь катушки РУ и РИС замыкается при срабатывании контактов основного реле.
С помощью реле косвенного действия могут быть осуществлены любые схемы релейной защиты как на постоянном, так и на переменном оперативном токе.
В настоящее время все более широкое применение получают полупроводниковые устройства релейной защиты, модульные транзисторные устройства РЗА и устройства РЗА на микроэлектронной элементной базе—интегральных микросхемах (ИМС) и средствах микропроцессорной техники [34]. Это позволило по сравнению с устройствами РЗА на контактной электромагнитной аппаратуре повысить надежность и быстродействие РЗА, снизить потребление электроэнергии в измерительных цепях, увеличить точность, уменьшить вес и габариты, но наряду с этим усложнило задачу определения работоспособности и поиск дефектов в процессе изготовления, монтажа, наладки и особенно в процессе эксплуатации [49]. В связи с этим в новых устройствах РЗА применяются встроенные средства контроля. Они повышают надежность действия РЗА и облегчают работу эксплуатационного персонала, сокращают продолжительность профилактического контроля, позволяя проводить его без использования дополнительной аппаратуры.
Дальнейшее снижение трудозатрат на проведение наладочных и эксплуатационных проверок РЗА может быть обеспечено применением автоматизированных проверочных средств с использованием микроЭВМ. Существующие проверочные средства и способы проверок не позволяют обеспечить своевременное качественное обслуживание сложных устройств РЗА.
Перспективным направлением в развитии РЗА является создание устройств, позволяющих отказаться от применения трансформаторов тока (ТТ). Это может быть осуществлено с использованием реле на магнитоуправляемых контактах (МК) — герконах, в которых МК выполняет функции измерительного преобразователя и реагирующего органа. Реле РТГ на магнитоуправляемых контактах и другие устройства, в которых МК устанавливаются непосредственно на токоведущей шине, по условиям безопасности применяются пока лишь в сетях до 1 кВ. Но уже предложены такие устройства для установок выше 1 кВ. В этих устройствах МК располагается в электромагнитном поле измеряемого тока, но на безопасном расстоянии от шин высокого напряжения [72].
В развитии реле и устройств релейной защиты (РЗА) основные тенденции следующие: повышение быстродействия, чувствительности и точности, введение блоков контроля и автоматической проверки с целью снижения затрат на обслуживание и эксплуатацию, повышение степени заводской готовности для уменьшения трудоемкости монтажных работ. Основное направление совершенствования аппаратуры РЗА — использование вместо электромеханических принципов статических с применением интегральных микросхем (ИМС) и микропроцессоров. Номенклатура реле с применением ИМС включает все типы реле (времени, тока, напряжения, частоты и др.), необходимые для построения простых устройств защиты. Основой для изготовления комплектов и систем защит являются типовые измерительные и логические блоки с применением интегральных микросхем: тока, напряжения, времени, частоты, направления мощности и т. д. В этих блоках используются только два габарита печатных плат: 100X160 и 233X160 мм2. Блоки с разъемами устанавливают в кассеты. Кассеты монтируют в металлических кожухах и шкафах.
Измерительные приборы
Измерительные приборы в РУ: амперметр, вольтметр, ваттметр, счетчик, фазометр и частотомер. Они измеряют соответственно ток, напряжение, мощность, расход энергии, коэффициент мощности (cosф) и частоту в первичной цепи. Измерительные приборы в установках ВН включаются через измерительные трансформаторы.
У нас в стране и за рубежом ведутся работы по созданию измерительных приборов нового поколения — оптоэлектронных измерительных приборов (ОЭИП).
В них вместо электроизмерительного узла традиционных измерительных приборов со стрелочным или световым указателем используется узел с электронным преобразованием измеряемого сигнала и выводом информации на оптоэлектронное отсчетное устройство — основной элемент прибора. Оптоэлектронные измерительные приборы имеют по сравнению с обычными электроизмерительными приборами: более высокую точность показаний независимо от тряски, вибрации, наклона, трения, магнитных и электрических полей; повышенное быстродействие; высокие эргономические показатели (учитывающие легкость и быстроту восприятия информации оператором) отсчетных устройств (благодаря использованию излучающих электрооптических эффектов); меньший расход драгоценных и дефицитных материалов, используемых в измерительных механизмах.
Завод «Электроприбор» (г. Киев) освоил серийное производство ОЭИП с газоразрядными, катодолюминесцентными и светодиодными отсчетными устройствами. С 1985 г. выпускается комплекс щитовых многоканальных измерительных приборов Ф276—Ф279. Они среди других средств измерения электрических величин занимают место между аналоговыми и цифровыми, так как в них преобразование измеренных величин аналого-цифровое, а оптоэлектронные отсчетные устройства (двухшкальные дискретно-аналоговые газоразрядные индикаторы) обеспечивают представление результатов измерения по нескольким каналам одновременно в аналоговой (непрерывной) форме — в виде гистограммы (диаграммы в виде прямоугольных столбцов, построенных на одной прямой) из светящихся полос, длины которых пропорциональны измеряемым величинам. Дело в том, что представление информации в виде знаков, цифр или сигналов оказывается не всегда удобным при необходимости непрерывного слежения за несколькими параметрами одновременно. В этих случаях удобнее использовать приборы Ф276— Ф279 с графическим способом представления информации. Они предназначены для измерения напряжения или тока по нескольким каналам одновременно с относительной погрешностью не более ±1,0% в условиях воздействия вибрационных нагрузок с ускорением до 50 м/с2 и в диапазоне температур от минус 5 до плюс 40 °С.
Конструктивный принцип построения приборов типа Ф — модульный. В качестве модуля использован двухканальный прибор Ф276 в металлическом литом корпусе. Габариты прибора 160x30x260мм, масса — 1,5 кг. Путем соединения двух, четырех или шести модулей и объединения их получают приборы Ф277, Ф278 и Ф279 соответственно.
Провода и кабели
Провода и кабели во вторичных цепях (в цепях управления, сигнализации, контроля, автоматики и релейной защиты). Согласно требованиям [3] на промышленных предприятиях во вторичных цепях следует применять контрольные кабели с алюмомедными или алюминиевыми жилами из полутвердого алюминия, а с медными жилами — только во вторичных цепях: во взрывоопасных зонах классов В-1 и В-Ia; в цепях механизмов доменных и конвертерных цехов, главной линии обжимных и непрерывных высокопроизводительных прокатных станов, электроприемников особой группы I категории, а также в цепях с рабочим напряжением не выше 60 В при диаметре жил кабелей и проводов до 15 мм.
По условиям механической прочности во вторичных цепях жилы контрольных кабелей должны иметь сечение: при подсоединении под винт к зажимам панелей и аппаратов— не менее 1,5 мм2 для меди (а при применении специальных зажимов — не менее 1 мм2) и не менее 2,5 мм2 для алюминия; для цепей от трансформаторов тока — 2,5 мм2 для меди и 4 мм2 для алюминия; для неответственных цепей, для цепей контроля и сигнализации допускается присоединение под винт медных жил кабелей сечением 1 мм2. Для цепей напряжением 100 В и выше сечение медных жил, присоединяемых пайкой, должно быть не менее 0,5 мм2. В цепях с рабочим напряжением 60 В и ниже диаметр медных жил кабелей, присоединяемых пайкой, должен быть не менее 0,5 мм. В устройствах связи, телемеханики и им подобных подсоединение проводов линейных цепей следует осуществлять под винт.
Присоединение жил к подвижным и выемным элементам аппаратуры (втычным соединителям, выемным блокам и др.), а также к панелям и аппаратам, подверженным вибрации, следует выполнять гибкими (многопроволочными) жилами.
Контрольные кабели применяют с резиновой или пластмассовой изоляцией следующих марок [29]: при прокладках в траншеях (в земле) при низкой коррозионной активности— КРСБ, КРНБ, АКРНБ, КРВБ, АКВРБ, при средней и высокой коррозионной активности и высоком уровне блуждающих токов — КПБбШв, АКПБбШв, КВБбШв, АКВБбШв, КВПбШв, КППбШв; при прокладке внутри помещений открыто по конструкциям, на лотках и в коробах, в каналах и туннелях — КРСГ, КРВГ, АКРВГ, КРНГ, АКРНГ, КПВГ, АКПВГ, КРВБГ, АКРВБГ, КРВБбГ, КРНБГ, АКРНБГ, КРНБГр, КВВБГ, АКВВБГ, КВВБбГ, АКВВБбГ, КПВБГ, АКПВБГ, КПВБбГ, АКПВБбГ; то же, но в условиях агрессивной среды — КПВБ, АКПВБ, КВБбШв, АКВБбШв. Буквы обозначают: А (впереди) — с алюминиевыми жилами, К (впереди для кабелей с медными жилами и после буквы А для кабелей с алюминиевыми жил г ми) —контрольный, Р — резиновая изоляция, Н — найритовая (негорючая) резиновая оболочка, Б — броня из стальных лент, В (вначале после буквы А или К) — полипинилхлоридная изоляция жил, В (после Р, П или В) - поливинилхлоридная оболочка, С (после Р) — свинцовая оболочка, П — полиэтиленовая изоляция жил, Бб — броня из двух стальных лент, Шв — с поливинлхлоридным шлангом, Пб — броня из плоской оцинкованной проволоки, Г (после обозначения материала оболочки) —без брони и защитных покровов; Г (после обозначения материала брони) — бронированный, но без защитного покрова, БбГ (в конце) — с броней из одной профилированной оцинкованной ленты, наложенной «в замок».
Кабели с медными жилами имеют сечения от 0,75 до 4 мм2 и количество жил 4, 5, 7, 10, 14, 19, 27, 37 и 52. Кабели с алюминиевыми жилами имеют сечения от 2,5 до 6 мм2 и количество жил 4, 5, 7, 10, 14, 19, 27 и 37. Кабели различных марок выпускают с разными сочетаниями сечений и разным количеством жил.
Монтаж контрольных кабелей вторичных цепей.
При монтаже вторичных цепей необходимо соблюдать требования [3], и в том числе следующие:
кабели вторичных цепей, жилы кабелей и провода, присоединяемые к сборкам зажимов или аппаратам, должны иметь маркировку;
кабели, как правило, следует присоединять к сборкам зажимов. Присоединение двух медных жил кабеля под один винт не рекомендуется, а двух алюминиевых жил не допускается;
к выводам измерительных трансформаторов или отдельных аппаратов кабели допускается присоединять непосредственно. Исполнение зажимов должно соответствовать материалу и сечению жил кабелей;
соединение контрольных кабелей с целью увеличения их длины допускается, если длина трассы превышает строительную длину кабеля. Соединение кабелей, имеющих металлическую оболочку, следует осуществлять с установкой герметичных муфт;
кабели с неметаллической оболочкой или с алюминиевыми жилами следует соединять на промежуточных рядах зажимов или с помощью специальных соединительных муфт, предназначенных для данного типа кабеля;
контрольные кабели с резиновой изоляцией прокладывают при температуре не ниже минус 20 °С, а кабели с поливинилхлоридной оболочкой или изоляцией — не ниже минус 15°С.
Подробнее о прокладке кабелей на лотках и в коробах см. в гл. 11 и 12.
Оконцевание контрольных кабелей с резиновой изоляцией в резиновой или поливинилхлоридной оболочке выполняют с применением защитных покрытий резиновой изоляции или поливинилхлоридных трубок и ленты.
Жилы кабелей, присоединяемые к зажимам, берут с запасом длины на случай обрыва конца жилы и возможности ее повторного присоединения. Жилы у наборных зажимов изгибают одинаково: пучки проводов длиной более 200 мм скрепляют бандажами.
Наборные зажимы.
Вторичные цепи, выходящие за пределы панели щита, пульта, шкафа, комплектного устройства или камеры РУ, выводят на наборные зажимы. С одной стороны к зажимам присоединяют провода внутренней схемы панели, камеры устройства, с другой — контрольные кабели схем внешних соединений. С 1933 г. электропромышленность перешла на выпуск наборных зажимов серии ЗН24 с плоскими контактами и блоков из них серии Б324. Они заменяют устаревшие серии Б317, НБ (КБ), КНЕ, ЗН19, КБ10 и др. и имеют следующие преимущества: к одному зажиму можно подсоединить два проводника независимо от их материала (алюминий, медь, алюмомедь) и без изгибания в кольцо.
Зажимы и блоки зажимов предназначены для применения в цепях переменного тока 24—660 В частотой 50 и 00 Гц и постоянного тока 24—440 В. Зажимы изготовляются на номинальные токи 6,3—630 А, блоки за* жимов — на 16 и 25 А. Зажимы наборные на 6,3—100 А имеют одинаковые установочные размеры и крепятся на одну рейку.
Маркировку проводов выполняют в соответствии с монтажными схемами. Маркировку наносят краской или специальными чернилами на всех оконцевателях, надетых на концы проводов, присоединяемых к наборным зажимам или к контактам приборов и аппаратов. Оконцеватели и бирки делают из изоляционных материалов: пластмассы, фибры и т. п. Надписи на бирках, оконцевателях и на зажимах покрывают бесцветным лаком для предохранения от стирания и загрязнения.
