1. Общая часть
Электроэнергия, дойдя до потребителя, проходит многие этапы. Среди них такие этапы, как генерирование и транспортировка линиями электрических сетей. Перед тем, как попасть к потребителю, электроэнергия приходит в электрические щиты, в которых происходит распределение электричества, устанавливается система защиты при аварийных ситуациях, связанных с перегрузками и короткими замыканиями.
Такие щиты используются для организации инфраструктуры зданий промышленного производства, жилых домов, общественных помещений. Монтируется электрический щит определенного типа в зависимости от назначения. Имеется широкий выбор вариантов и моделей таких устройств, которые имеют свои различия по содержанию и форме [1].
Назначение
В простом исполнении электрические щиты служат для создания сети, питающей приборы освещения, бытовые устройства, розетки и т. д. Спектр потребителей электроэнергии постоянно расширяется, поэтому может понадобиться модель сложнее, позволяющая создать разделение энергии на группы. Это уже устройства с большими возможностями переключения энергии. Они работают с разными категориями стационарных электроприборов.
Для определения задач, которые выполняют электрические щиты, необходимо рассмотреть подробнее организацию энергоснабжения. Один щит может подавать электричество, как в отдельную квартиру, так и на здание в целом. В этом случае щит управляет электроэнергией, которая поступает на разные распределительные устройства, охватывающие другие локальные зоны обслуживания [2].
Щитки классифицируют по следующим признакам [4]:
- исполнению, относящемуся к виду установки (навесное, встраиваемое в нишу);
- наличию отключающего аппарата на вводе (с аппаратом, без аппарата, таблица 1);
- наличию учета электроэнергии (со счетчиком, без счетчика);
- количеству защитных аппаратов групповых цепей (таблица 1);
- виду защитных аппаратов групповых цепей (автоматические выключатели, предохранители, таблица 1);
- наличию устройств защитного отключения (УЗО) - (с УЗО, без УЗО, таблица 1);
- способу защиты человека от поражения электрическим током (классы I и II по ГОСТ 12.2.007.0);
- наличию приборов и аппаратов для дистанционного съема данных и/или дистанционного контроля и/или дистанционного (автоматического) управления режимом электропотребления:
- с приборами;
- без приборов.
Таблица 1 - Основные параметры щитков [4]
Наименование параметра Значение параметра
1 Номинальное напряжение на вводе щитка, В 400/230, 690/400
2 Номинальная частота переменного тока, Гц 50, 60
3 Номинальный ток вводного аппарата или зажимов, А 40, 63, 100, 125, 160, 250
4 Номинальный ток щитка и номинальные рабочие токи защитных аппаратов групповых цепей, А См. 5.3
5 Номинальный отключающий дифференциальный ток УЗО на вводе щитка, мА 30, 100, 300
6 Максимальное число защитных аппаратов, устанавливаемых в щитке для линий групповых цепей в однополюсном исчислении*:
а) автоматических выключателей и УЗО б) резьбовых предохранителей 6, 12, 18, 24, 30 6, 9, 12
7 Номинальный ток автоматического выключателя и/или УЗО групповой цепи, А 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63
8 Номинальный отключающий дифференциальный ток УЗО групповой цепи, мА 10, 30
9 Номинальный ток предохранителя групповой цепи, А 6, 10, 16, 25
10 Номинальный кратковременно выдерживаемый ток короткого замыкания (действующее значение)** на вводе щитков и сборных шинах с номинальными токами вводных аппаратов на 160 и 250 А, кА 12
* Указанные максимальные числа аппаратов в щитках (см. пункт 6) с учетом возможной установки аппаратов управления, сигнализации, и измерения определяют их типоразмеры. Фактическое заполнение щитка соответствующего типоразмера аппаратами - согласно заказу в пределах номинального тока щитка (см. также 5.2).
** Пиковое значение тока короткого замыкания - 20 кА.
Признаки, соответствующие конкретному исполнению щитков, должны быть указаны в технических условиях на щитки конкретных типов и в эксплуатационной документации изготовителя.
Распределение квартирной электросети на группы [4]
Для повышения безопасности и надежности электроснабжения, а также большего удобства при эксплуатации и ремонте электрическую сеть квартиры разбивают на группы. Самые популярные распределения квартирной электросети на группы имеет следующий вид:
По видам потребителей – очень хорошо подходит для небольших квартир, где потребители разбиваются на следующие группы: освещение, кухонные розетки, кондиционер, бойлер, стиральная машина, розетки в комнатах и так далее;
По помещениям – наиболее целесообразно использовать в крупногабаритных квартирах с большим относительно энергопотреблением в каждой комнате: кухня, коридор, технические помещения, комнаты и так далее;
Довольно часто применяют и комбинированный вариант, состоящий из описанных выше способов;
Назначение квартирного щита – это индивидуальное отключение питающего напряжения для групп электроприемников, учет электроэнергии, индикация наличия фаз и прочее [5].
Очень часто для реализации схем защиты и отключения прибегают к двум наиболее распространенным вариантам:
Все розетки подключают через УЗО к одному автомату. К другому автомату без использования УЗО подключают цепи освещения, а третий используют для питания мощных потребителей, таких как стиральная машина, бойлер, кондиционер и другие.
Достоинства такой схемы подключения:
- Простота;
- Нет необходимости в дополнительных распределительных коробках;
- Небольшая стоимость;
Недостатки:
- При аварии вся группа потребителей останется без электроснабжения;
- Более сложен процесс обнаружения неисправности на линии;
Автоматический выключатель совмещает в себе функции питания освещения и розеток с распределением полномочий в распределительных коробках. В таком случае потенциально опасные цепи должны снабжаться устройствами защитного отключения УЗО.
Достоинства:
- Каждая зона электроснабжения под контролем, что способствует хорошему управлению и быстрому нахождению неисправностей на линии;
- Максимальная защита;
- При аварии практически все приборы останутся подключенными к сети;
Недостатки:
- Увеличиваются габариты щита;
- Существенно возрастает цена проекта;
Электрическая схема щитка представлена на рисунке 1. Схема щитка выполнена для системы заземления TN-C-S при однофазном вводе. На схеме условно обозначено: L – фаза питающего напряжения (фаза), N – нейтраль или нулевой рабочий проводник (ноль), PE – защитное заземление (земля).
Рисунок 2 - Принципиальная электрическая схема квартирного щитка с электросчетчиком и системой заземления на 6 потребителей
Вводной автомат защиты – автоматический выключатель, предназначенный для полного отключения всей квартиры в случае аварийной ситуации или для принудительного отключения всей квартиры самим пользователем.
Электрический счетчик – устройство для учета расхода электроэнергии данным помещением. Измерения проводит в кВт•час. Могут быть как механическими, так и электронными. Электронные электросчетчики могут программироваться и передавать данные о потребляемой энергии другим электронным устройствам.
Дифференциальный автомат – устройство, которое объединяет в себе функции автоматического выключателя и устройства защитного отключения УЗО.
Шины для присоединения проводов – укомплектовывают электрощиты как минимум двумя. Одна для присоединения проводов заземления, а вторая для нулевых проводов.
В указанном щитке присутствует два ответвления на отдельные группы (QA4, QA5). Группа 1 имеет три ответвления (QA4), а группа 2 два ответвления (QA5). Такой вариант может подойти для отдельных функциональных групп ванны и кухни.
2. Технологическая часть
2.1. Материалы, инструменты, приборы и др. оборудование используемое при монтаже, ремонте и техобслуживании устройства.
В таблице 2 представлен перечень механизмов, инструментов и приспособлений для монтажа квартирных распределительных щитков [2]
Таблица 2 - перечень механизмов, инструментов и приспособлений
№ п/п Наименование Тип Стандарт, технические условия Примечание
2.1. Тележка грузоподъемностью 250 кГ ТПШК ТУ 36-2623-84
2.2. Ломик монтажный d=20, l=560 мм ГОСТи 1405-72
2.3. Ключ гаечный торцовый двухсторонний 17х19 ОСТ 21191-2-72
2.4. Ключ гаечный рожковый двусторонний 17х19 ГОСТ 2839-71
2.5. Трансформатор сварочный ТСП-2
2.6. Кабель медный многожильный 3х50+1х35
2.7. Электрододержатель ЭУ
2.8. Отвес l шнура=3м О-200 ГОСТ 7948-71
2.9. Рулетка РС-10 ГОСТ 7502-69
2.10. Уровень гр.1 ГОСТ 9322-75
2.11. Перфоратор электрический ИЭ-4701
2.12. Мел класс А ГОСТ 1498-64
2.13. Молоток слесарный 500 г ГОСТ 2310-77
2.14. Дюбеля с распорной гайкой М10х110 ГОСТ 27457-90
2.15. Дюбеля с распорной гайкой М12х110 ГОСТ 27457-90
2.16. Электроды сварочные Э-42 ГОСТ 9466-75
2.17. Болты М10х25 ГОСТ 7798-70
2.18. Гайки М10 ГОСТ 5915-70
2.19. Шайбы d=10 ГОСТ 9065-75
2.20. Сальники привертные У261-У668 ТУ 36-1952-8
2.2. Неисправности изучаемого устройства и способы устранения
При осмотрах квартирных щитков необходимо об¬ращать внимание на состояние контактов в местах присо¬единения проводов. Ненадежное соединение приводит к нагреву и обгоранию контакта, разрушению изоляции и образованию искрения. Такие контакты очищают от ко¬поти и туго затягивают.
Автоматические выключатели, ПАРы и плавкие вставки предохранителей должны соответствовать на¬грузкам и сечениям проводов и кабелей. Не подлежат ремонту и заменяются новыми аппараты защиты с поврежденными корпусами [6].
Квартирные щитки со шкафами должны иметь ис¬правные замки, надежное уплотнение дверей. Не разре¬шается хранить в этих шкафах посторонние предметы.
Электросчетчики не должны иметь повреждение корпуса, смотровых стекол, клеммных крышек и др. На счетчике устанавливают две пломбы: одну — на винтах, крепящих кожух счетчика, другую — на клеммной крыш¬ке при установке или замене счетчика [5].
Исправность счетчика можно определить по враще¬нию его диска. При отключении диск счетчика должен останавливаться, совершив не более одного оборота. Если же диск после отключения всех токоприемников продолжает вращаться, то счетчик следует снять и перепрове¬рить в соответствующих организациях. Если же счетчик окажется исправным, но при отключенной нагрузке диск продолжает вращаться, то это значит, что изоляция элек¬тропроводника повреждена и имеет место значительная утечка тока. В этом случае необходимо прекратить пользо¬вание электроэнергией, установить место повреждение про¬водки и исключить утечку электроэнергии.
Эксплуатация электропроводки с повышенными то¬ками утечки опасна с пожарной точки зрения (возможно возгорание строения), и с точки зрения электробезопасно¬сти, так как под напряжением могут оказаться сырые стены здания.
Определить правильность показания счетчика мож¬но и в домашних условиях. Для этого отключают все светильники, нагревательные приборы и другие потре¬бители. На 10—15 минут включают один потребитель с заведомо известной мощностью, например электролампу, и определяют фактический расход электроэнергии, ко¬торый должен совпадать с показаниями счетчика с уче¬том погрешности последнего [6, 7].
Внешними признаками перегрузки счетчика явля¬ются специфический запах подгоревшей изоляции, ненор¬мальное гудение счетчика, пожелтение стекла смотрового окошка.
Жужжание счетчика, если оно не сопровождается самоходом, не является признаком его неисправности.
Срабатывание средств защиты происходит из-за ко¬ротких замыканий в электропроводке и токоприемниках или от перегрузки [7].
Чтобы быстро и точно определить место замыка¬ния, пользуются методом последовательного включения нагрузок. Для этого отключают все электроприемники. Заменяют сгоревшую пробку, включают ПАР или автома¬тический выключатель. Если защита опять срабатывает сразу, то наиболее вероятным местом короткого замыка¬ния является электропроводка или штепсельная розетка. Если срабатывание защиты сразу не произойдет, то по¬очередно включают осветительные приборы, затем другие токоприемники до возникновения короткого замыка¬ния. В светильниках повреждение чаще всего бывает в патронах. В том случае, когда защита срабатывает через некоторое время после включения нагрузки, необходимо отключить часть электроприемников (уменьшить нагрузку), так как в этом случае нагрузка сети превышает ток срабатывания защиты [5].
Нельзя ставить вместо заводской пробки проволоч¬ные перемычки (жучки), так как они не сгорают даже при больших токах, в результате чего может загореться изоляция и произойти пожар.
Перед включением в сеть любого бытового элект-роприбора убеждаются, что напряжение, на которое рас¬считан прибор, соответствует напряжению электросети. Нельзя включать в сеть приборы, не соответствующие на¬пряжению сети. Перед включением в сеть нового прибо¬ра следует обратить внимание на потребляемый ими ток или мощность и подсчитать, выдержат ли предохраните¬ли и электропроводка включение этих приборов.
2.3. Демонтаж, ремонт и монтаж заданного устройства
Перед тем как приступить к работам по замене действующего этажного электрощита, необходимо выяснить состояние магистральных силовых линий, как правило это алюминиевые провода марки АПВ 3 1х50 и больших сечений. В результате неправильной эксплуатации как силового оборудования, так и самой проводки, происходят перегревы проводов, вследствие чего сохнет, трескается и обгорает изоляция проводов, что в свою очередь приводит к коротким замыканиям и пожарам. Для того что бы избежать тяжелых последствий, необходимо провести ревизию существующих магистральных линий, для выяснения возможности их дальнейшего использования, с новым электрооборудованием [7].
Ревизия производится в следующем порядке [6]:
- За три дня до проведения ревизионных работ необходимо уведомить всех жильцов подъезда в котором необходимо провести ревизию электрооборудования;
- Для ревизии выезжает бригада специалистов электроизмерительной лаборатории;
- Осуществляется отключение магистральной линии на которой производится проверка;
- Выполняются мероприятия по отключению отходящих линий;
- Производятся необходимые замеры, с занесением в журнал проверок.
После того как проведены все замеры, подключается напряжение, и включаются отходящие линии.
Составляется подробный отчет о проделанных испытаниях, из которого становится ясно, будет работать существующий провод или кабель, или же его лучше заменить.
В том случае, если кабель или провод прошел проверку и соответствует нормам, принимается решение о замене электрощита или же о его реконструкции.
