Главные составляющие вводно-распределительных устройств.
Вводно-распределительные устройства вполне можно назвать полноценным «организмом». Только вместо крови по проводам протекает электрический ток, а функции органов выполняют различные устройства. Чтобы контролировать исправное состояние и иметь возможность вмешиваться в случае поломки, неплохо бы знать строение ВРУ. К тому же понимание основных составляющих позволяет с легкостью добавлять или удалять элементы, которые являются опциональными и не влияют на общую работоспособность системы.
Самое интересное то, что при всем многообразии схем и конструктивных исполнений вводно-распределительные устройства состоят из весьма ограниченного числа элементов. Итак, для начала стоит отметить, что любое ВРУ включает две части — вводную и распределительную. При этом вводные и распределительные панели, относящиеся к одному и тому же вводу, должны располагаться рядом. К вводным элементам относится вводной автомат, система ввода резерва, защитные приспособления. Распределительная часть состоит из распределительных блоков и автоматических выключателей. Также есть общие элементы, например шины и кабели, которые являются основой для монтажа всего оборудования. Что касается измерительных приборов, то их тоже можно вынести в отдельную категорию. Ведь учет электроэнергии может осуществляться как на вводе, так и в распределительной части. В целом комплектацию ВРУ можно представить следующим образом. Шины и кабели. Шина представляет собой проводник с низким сопротивлением и служит для присоединения электрических устройств и цепей. Имеет форму пластины, изготовленной из меди, стали или алюминия. Кабели присоединяются к шинам при помощи болтовых соединений. Проводники должны иметь изоляцию с разными цветами жил. На концах кабелей должна быть нанесена маркировка. Элементы ввода. Основу составляет вводной автомат. В его задачи входит полное прекращение подачи электроэнергии от питающей сети к объекту в случае аварийной ситуации или на время проведения ремонтных работ. От других автоматических выключателей он не отличается наличием какого-то специального функционала. Однако вводной автомат должен характеризоваться повышенной коммутационной стойкостью, поскольку расположен к воздушной линии ближе других устройств. Другой важный элемент вводной части — блок АВР. Он устанавливается в том случае, если имеется более одного ввода, и служит для автоматического переключения между ними. Устройства защиты. Защитный механизм ВРУ представлен различными устройствами. От кратковременных перегрузок спасают разрядники и ограничители перенапряжений. Они защищают как от коммутационных, так и от атмосферных перенапряжений (разряд молнии). В отличие от разрядников ограничители перенапряжения не имеют искровых промежутков. Это делает их более эксплуатационно пригодными, поскольку износа контактов не происходит. Что касается защиты от длительных перегрузок, то для этого используются плавкие предохранители. Распределительные блоки. По сути, распределительная панель состоит из автоматических выключателей и вспомогательных устройств (УЗО, сигнальные лампы и др.). Задача состоит в том, чтобы равномерно распределить нагрузку как по потребителям, так и по фазам. Для этого создаются отдельные группы автоматических выключателей, например для сильноточных и слаботочных потребителей. На практике распределительная часть бывает гораздо сложнее, поэтому каждый автомат должна сопровождать соответствующая маркировка. Система учета. Данная составляющая представляет собой целый комплекс устройств. Сюда входят измерительные и информационные приборы. Их роль состоит в том, чтобы контролировать количество выработанной, переданной и потребленной энергии. Система учета в обязательном порядке должна быть защищена от электромагнитных и механических повреждений, а также от несанкционированного доступа. На практике она не обязательно является составной частью ВРУ — может быть вынесена отдельно. И количество приборов сильно варьируется в зависимости от задач. К примеру, это может быть один единственный счетчик электроэнергии. Итак, вводно-распределительное устройство имеет четко выраженные составляющие компоненты. В то же время оно является конструктором, где можно добавить одни элементы или убрать другие. По этой причине почти каждое ВРУ уникально и собирается под конкретные задачи. Но чтобы сделать выбор более понятным, компания CHINT разработала готовые электрощиты в сборе. Среди них можно найти подходящее решение и при необходимости дополнить нужными составляющими. Наши специалисты доработают готовое ВРУ под ваши задачи или предложат индивидуальное решение.
Заземление электроустановок: правила и требования
Заземление – соединение корпуса электроустановки с заземляющим контуром, с целью предотвращения поражения током работающих и находящихся в непосредственной близости людей. Является обязательным элементом комплекса мер по обеспечению безопасности. Существуют различные виды электроустановок, и каждый требует особого подхода к организации заземления, поэтому важно уделить внимание технической стороне вопроса.
Классификация заземляющих устройств
Система заземления электроустановок – комплекс, состоящий из заземляющего контура и проводников, соединяющих его с корпусами оборудования для обеспечения стекания в землю избыточного тока, появившегося в результате попадания фазы на корпус. Действующая в России классификация устройств заземления (далее УЗ) подразумевает градацию по следующим признакам:
- Виду нейтрали. По наличию соединения с заземляющим устройством:
- заземленная;
- изолированная.
Организация системы заземления регулируется правилами устройства электроустановок (ПУЭ). Документ регламентирует порядок и признаки классификации заземляющих систем. Для обозначения маркировки используются буквы английского алфавита:
Такой вид маркировки позволяет определить используемый способ защиты генератора тока и предпочтительные схемы заземления электроустановок на стороне потребителя.
При монтаже линий электроснабжения общепринятыми для России считаются три системы заземления:
- TN-C – обозначает, что нулевой рабочий и защитный проводники объединены в общую шину на всем протяжении трассы.
- TN-S – нулевой рабочий и защитный проводники прокладываются раздельно.
- TN-C-S – нулевой рабочий и защитный проводники на части трассы объединены, а на остальной прокладываются раздельно.
Реже встречаются следующие системы:
- TT – нулевой рабочий и защитный проводники заземляются раздельно. Чаще всего этот способ используют в случае неудовлетворительного состояния питающей воздушной ЛЭП или для предотвращения поражения людей через токопроводящие поверхности временных сооружений.
- IT – в этой схеме нейтраль изолируется от земли или заземляется через специальное оборудование. Такой вариант чаще всего используют, если необходимо обеспечить высокий уровень защиты оборудования. Поскольку при таком варианте подключения риск искрообразования минимален.
Технические требования к организации заземления электроустановок
УЗ используют для защиты людей и оборудования от разрушительного действия электрического тока. Безопасность обеспечивается путем соединения защищаемых корпусов электроустановок с землей. Работы по организации заземляющих сетей регламентируются положениями ГОСТ 12.1.030-81, согласно которым защитное заземление электроустановки следует выполнять при следующих параметрах:
- при значениях номинального напряжения 380 B и более переменного тока и более 440 B и более постоянного тока – при любых значениях;
- при значениях номинального напряжения 42-380 B переменного тока 110-440 B. Для работ связанных с повышенной опасностью.
Правильно организованная система заземления электроустановок способна нейтрализовать избыточный потенциал любой мощности и защитить людей, оборудование и здания от воздействия электрического тока будь то скачки, вызванные включением или отключением силового оборудования или грозовое воздействие.
Принцип работы основан на разнице сопротивлений человеческого тела и УЗ. Избыточный потенциал отводится в направлении меньшего показателя, т. е. в сторону защитного контура.
Выбор естественных заземлителей
Согласно правилам устройства электроустановок, их корпуса должны быть подключены к искусственным или естественным заземлителям. В качестве естественных используют следующие металлические объекты:
- каркасы подземных металлоконструкций, имеющие непосредственный контакт с грунтом;
- защитные кожухи кабелей, проложенных под землей;
- металлические трубы, за исключением газо- и нефтепроводов;
- железнодорожные рельсы.
Контакт объекта с естественным заземлителем должен осуществляться минимум в двух местах. Преимущества этого метода в простоте, эффективности и сокращении затрат на организацию системы электробезопасности.
Нельзя выбирать в качестве естественных заземлителей следующие объекты:
- трубопроводы горючих и взрывчатых газов и жидкостей;
- трубы, покрытые антикоррозийной изоляцией;
- канализационные трубопроводы;
- трубы централизованного отопления.
Сопротивление стеканию тока
Заземление работает по следующему принципу: ток, стекающий в землю через место замыкания, проходит вначале на корпус электроустановки и с него через УЗ в грунт. Очевидно, что при организации сетей заземления до 1000 Вольт, важно создать цепочку, обеспечивающую стекание избыточного заряда в землю.
Значения сопротивления заземления для сетей различного назначения:
Максимальное значение сопротивления, Ом
Частные дома 220, 380 Вольт
Источник тока при напряжении 660, 380 и 220 Вольт
Частный дом при подключении газопровода
Устройства защиты линий связи
Чтобы получить показатели сопротивления, установленные нормативами, следует придерживаться типовых процедур:
- Увеличить площадь соприкосновения деталей заземляющего устройства с грунтом.
- Обеспечить качественный контакт между элементами устройства и соединительными шинами.
- Усилить проводимости почвы увлажнением или повышением ее солености.
Для контроля за соответствием сопротивления предписанным нормам следует проверять его уровень не реже одного раза в шесть лет.
Работа УЗ при нарушении защитной изоляции электрооборудования
Нарушение целостности защитной изоляции нередко приводит к замыканию фазы на корпус. Дальнейшее развитие событий зависит от качества системы электробезопасности. Возможны следующие варианты:
- Заземление отсутствует, устройство защитного отключения не установлено. Самая неблагоприятная ситуация. При прикосновении к корпусу ощущается сильный удар.
- Корпус подключен к системе заземления, УЗО отсутствует. Если ток утечки будет велик, сработает автомат и отключит питающую линию или цепочку. Этот вариант может привести к накоплению избыточного потенциала на корпусе, если сопротивление переходов и номинал предохранителей будут велики. Такая ситуация опасна для людей.
- Заземление отсутствует, устройство защитного отключения установлено. Ток утечки вызовет срабатывание УЗО и человек успеет ощутить только слабый удар током.
- Корпус подключен к заземлению, УЗО установлено – наиболее надежный вариант, обеспечивающий защиту людей и техники благодаря тому, что защитные устройства дополняют и отчасти дублируют друг друга. При замыкании фазы на корпус, избыточный потенциал стекает через систему заземления. Одновременно устройство защитного отключения реагирует на утечку и отключает подачу тока, исключая возможность поражения током людей. Если ток утечки значительно превышает возможности УЗО, может сработать автомат и продублировать его функцию.
Заземление цехового оборудования
Согласно правилам устройства электроустановок до 1000 Вольт, их классифицируют по виду заземляемых устройств:
- Для типового станочного оборудования.
- Для электродвигателей и сварочных аппаратов.
- Для передвижных установок и эксплуатируемых электроприборов.
Заземление типового станочного оборудования
Для заземления цехового оборудования используют контур системы уравнивания потенциалов (далее СУП).
Система уравнивания потенциалов – это элемент устройства заземления, представляющий из себя контур из проводящих элементов для подключения корпусов оборудования с целью достижения равенства потенциалов.
Важно уделить внимание следующим техническим вопросам:
- Определить расположение контура СУП в рабочей зоне.
- Рассчитать толщину шины, используемой для соединения корпуса станка с УЗ.
- Определить место наложения стационарного заземления.
- Выяснить какие устройства используются для защиты опасных частей оборудования.
Контроль этих вопросов – обязанность цехового электрика, владеющего информацией о структуре и расположении элементов системы заземления и порядке подсоединения к ней корпусов станков, в том числе предписанном конструкцией станка расположении точки подключения заземляющей шины.
Заземление электродвигателей
Согласно нормам, заземление электродвигателей также является обязательным, кроме случаев, когда оборудование устанавливается на металлический пьедестал, имеющий контакт с грунтом. В остальных случаях необходимо соединить корпус с системой заземления при помощи медной жилы. Правилами указывается, что контакт с заземлением должно быть прямым у каждого электродвигателя и последовательное подключение нескольких устройств через заземляющую цепочку недопустим, поскольку обрыв линии приводит к потере контакта сразу всех электродвигателей.
Для грамотного подключения заземления необходимо предусмотреть на подводящем силовом кабеле 380 Вольт дополнительную шину, одним концом подключенную клемме заземления в распредкоробке двигателя, а вторым – к корпусу силового шкафа. При этом важно соблюсти последовательность подключения и соединить с системой заземления вначале электрический щиток. Важно также обеспечить соответствие диаметра сечения проводников установленным нормам.
Заземление сварочных аппаратов
Правила устройства электроустановок регламентируют также порядок заземления сварочных аппаратов. Заземление корпусов оборудования в данном случае является обязательным. Кроме корпуса заземляться должна и трансформаторная вторичная обмотка через один из выводов. Другой используется для подключения держателя электродов.
Возле заземляемого вывода на корпусе расположен соответствующий знак и приспособление для фиксации шины, соединяющей его с защитным контуром. Переходное сопротивление защитного контура или устройства не должно быть выше 10 Ом.
Для повышения электропроводимости системы заземления следует увеличить контактную площадь соединений, в том числе площадь соприкосновения с землей. Подключение к ЗУ должно быть индивидуальным у каждого сварочного аппарата и не должно осуществляться через заземляющую цепочку, поскольку в случае обрыва контакт с УЗ будет потерян сразу всеми аппаратами.
Защита передвижных установок
Особое внимание стоит уделить заземлению передвижных установок. Для защиты передвижных установок используют заземлители для передвижных установок ГОСТ 16556-02016. Поскольку особенности их эксплуатации затрудняют выполнение требований по обеспечению показателей переходного сопротивления, поэтому правилами устройства электроустановок допускается повышение показателя до 25Ом. Это относится только к установкам, снабженным автономным питанием и имеющим изолированную нейтраль.
Этот вид УЗ может применяется для установок с пониженным искрообразованием, не являющихся источниками питания для иного оборудования, а также для передвижных агрегатов, имеющих собственные заземлители, не задействованные в данный момент.
Передвижные установки, оснащенные автономным питанием, требуют регулярного освидетельствования на наличие повреждений защитной оболочки, поскольку имеют изолированную нейтраль и повышенный риск образования трущихся сочленений.
Защита электроприборов
При работе с электроприборами разных типов можно ориентироваться на стандартные правила обеспечения безопасности:
- Защитить открытые токоведущие части.
- Нарастить защитную изоляцию.
- Использовать специальные приспособления для ограничения доступа к корпусам оборудования.
- Если позволяет конструкция, можно как меру использовать понижение напряжения.
Во избежание пробоев изоляции и попадания фазы на корпус электроприбора эффективными являются традиционные методы:
- Наличие системы заземления.
- Система уравнивания потенциалов.
- Усиление изоляции токоведущих частей.
- В некоторых случаях как меру безопасности при работе с электрооборудованием можно использовать ограничение доступа в помещения, представляющие потенциальную опасность за счет повышенной влажности, запыленности и т.п.
Важно учесть, если помимо заземления используются другие методы защиты людей – они не должны быть взаимоисключающими и снижать эффективность друг друга.
Задействовать естественные заземлители для обеспечения защиты возможно только при отсутствии вероятности повреждения подземных конструкций, в случае протекания по ним аварийного тока.
Защита с помощью заземления и зануления
Для обеспечения электробезопасности людей нередко используют комбинированный метод заземления и зануления электрооборудования. Зануление обеспечивается соединением защитных корпусов с нейтралью подводящей силовой линии. Это позволяет преобразовать сетевое напряжение, попавшее на корпус установки, в однофазное короткое замыкание. И заземление и зануление выполняют защитную функцию, но разными методами.
При заземлении для обеспечения снижения избыточного потенциала используется дополнительное устройство. Для работы системы зануления достаточно соединить корпус электроустановки с нейтралью питающей сети.
При работе в потенциально опасных помещениях использование одного из описанных методов является обязательным. Ответственные сотрудники должны четко понимать отличие одного способа защиты от другого и знать каким должен быть контур заземления у каждого вида оборудования.
Контроль состояния защитных устройств
Правила устройства электроустановок предписывают проводить периодическую проверку работоспособности системы заземления. Она позволяет установить соответствие параметров сопротивления стеканию тока заземляющих контуров нормативным. Проверка происходит с использованием специальных измерительных приборов, подключаемых к заземляющим устройствам по определенным схемам.
Правилами также регламентируется периодичность проведения проверки. Она зависит от класса обследования, конструкции заземляющих устройств, типа и мощности используемого оборудования. Визуальный осмотр состояния системы заземления должен проводиться каждые полгода. Проверки, сопровождаемые вскрытием грунта в местах, связанных с повышенным риском – раз в 12 лет или чаще.
Грамотный подход к организации системы заземления электроустановок, четкое понимание структуры и особенностей разных типов УЗ, а также своевременный контроль их состояния, в соответствии с действующими регламентами, обеспечит безопасность сотрудников предприятия, сохранность оборудования и зданий.
Глава 7.6. Электросварочные установки
7.6.1. Настоящая глава Правил распространяется на оборудуемые и используемые в закрытых помещениях или на открытом воздухе стационарные, переносные и передвижные электросварочные установки (ЭСУ), предназначенные для выполнения электротехнологических процессов сварки, наплавки, напыления, резки плавлением (разделительной и поверхностной) и сварки с применением давления, в том числе:
- дуговой и плазменной сварки, наплавки, переплава, напыления, резки;
- электрошлаковой сварки, электрошлакового и плазменно-дугового переплава;
- индукционной сварки и наплавления;
- электронно-лучевой сварки;
- лазерной сварки и резки;
- сварки контактным разогревом;
- контактной или диффузионной сварки;
- дугоконтактной сварки (с разогревом до пластического состояния торцов свариваемого изделия возбужденной дугой, вращающейся в магнитном поле, с последующим контактным соединением их давлением).
Требования настоящей главы относятся к электросварочным установкам при использовании в них плавящихся или неплавящихся электродов, при обработке (соединении, резке и др.) металлических и неметаллических материалов в воздушной среде или среде газа (аргона, гелия, углекислого газа, азота и др.) при давлениях атмосферном, повышенном или пониженном (в том числе в вакууме), а также под водой или под слоем флюса.
7.6.2. Электросварочные установки должны удовлетворять требованиям разд. 1–6, гл. 7.3–7.5 Правил в той мере, в какой они не изменены настоящей главой.
Определения
7.6.3. Электросварочная установка — комплекс функционально связанных элементов соответствующего электросварочного и общего назначения электротехнического, а также механического и другого оборудования, средств автоматики и КИП, обеспечивающих осуществление необходимого технологического процесса.
Состав элементов электросварочных установок зависит от их назначения, конструктивного исполнения оборудования, степени механизации и автоматизации.
В состав электросварочных установок в зависимости от перечисленных условий входят кабельные линии, электропроводки и токопроводы внешних соединений между элементами установки, а также в пределах установки трубопроводы систем водоохлаждения и гидравлического привода, линий сжатого воздуха, азота, аргона, гелия, углекислого газа и других газов, а также вакуума.
7.6.4. Источник сварочного тока — специальное электротехническое устройство, способное обеспечить подачу электрической энергии с соответствующими параметрами для преобразования ее в необходимое количество теплоты в зоне плавления или нагрева металла (или неметаллического материала) до пластического состояния для проведения указанных в 7.6.1 процессов.
7.6.5. Сварочная цепь — предназначенная для прохождения сварочного тока часть электрической цепи электросварочной установки от выводов* источника сварочного тока до свариваемой детали (изделия).
* Вывод — термин по ГОСТ 18311-80.
7.6.6. Сварочный пост электросварочной установки — рабочее место сварщика, оснащенное комплексом средств (оборудованием, приборами и пр.) для выполнения электротехнологических процессов сварки, наплавления, напыления, резки.
7.6.7. Однопостовый и многопостовый источник сварочного тока — источники сварочного тока, питающие соответственно один или несколько сварочных постов.
7.6.8. Автономные электросварочные установки — установки с источниками сварочного тока, снабженными двигателями внутреннего сгорания, в отличие от электросварочных установок, питающихся от электрических сетей, в том числе присоединяемых к передвижным электростанциям.
7.6.9. Электросварочные установки по степени механизации технологических операций разделяются на установки, на которых эти операции выполняются вручную, полуавтоматические (когда автоматически поддерживается электрический режим сварки, а остальные операции выполняются вручную) и автоматические.
Общие требования
7.6.10. Типоисполнение, степень защиты и состав оборудования (элементов) электросварочных установок должны выбираться с учетом технологии и вида сварки, параметров свариваемых деталей (заготовок) и сварочных швов, с учетом конкретных условий внешней среды при выполнении сварочных работ (внутри закрытых помещений или на открытом воздухе, в замкнутых и труднодоступных пространствах).
7.6.11. Электроприемники основного оборудования и вспомогательных механизмов электросварочных установок в отношении обеспечения надежности электроснабжения, как правило, следует относить к электроприемникам III или II категории (см. гл. 1.2).
К III категории следует относить электроприемники всех передвижных и переносных электросварочных установок, стационарных электросварочных установок, перечисленных в 7.5.8, цехов и участков, а также других цехов и участков, если перерыв в электроснабжении используемого в них электросварочного оборудования не приводит к массовому недоотпуску продукции, простоям рабочих и механизмов.
7.6.12. Электрическая нагрузка электросварочных установок не должна снижать ниже нормируемых действующим стандартом значений показателей качества электроэнергии у электроприемников, присоединенных к сетям общего назначения.
При необходимости должны приниматься меры для уменьшения воздействия электросварочных установок на электрическую сеть.
7.6.13. Конструкция и расположение оборудования электросварочных установок, ограждений и блокировок должны исключать возможность его механического повреждения, а также случайных прикосновений к вращающимся или находящимся под напряжением частям. Исключение допускается для электрододержателей установок ручной дуговой сварки, резки и наплавки, а также для мундштуков, горелок для дуговой сварки, сопл плазмотрона, электродов контактных машин и других деталей, находящихся под напряжением, при котором ведутся сварка, напыление, резка и т.п.
7.6.14. Размещение оборудования электросварочных установок, его узлов и механизмов, а также органов управления должно обеспечивать свободный, удобный и безопасный доступ к ним. Кроме того, расположение органов управления должно обеспечивать возможность быстрого отключения оборудования и остановки всех его механизмов.
Для электросварочных установок, оборудование которых требует оперативного обслуживания на высоте 2 м и более, должны быть выполнены рабочие площадки, огражденные перилами с постоянными лестницами. Площадки, ограждения и лестницы должны быть выполнены из негорючих материалов. Настил рабочей площадки должен иметь покрытие из диэлектрического материала, не распространяющего горение.
7.6.15. Устройства управления электросварочными установками рекомендуется оборудовать ограждениями, исключающими случайное их включение или отключение.
7.6.16. В качестве источников сварочного тока должны применяться только специально для этого предназначенные и удовлетворяющие требованиям действующих стандартов сварочные трансформаторы либо преобразователи статические или двигатель-генераторные с электродвигателями или двигателями внутреннего сгорания. Питание сварочной дуги, электрошлаковой ванны и сопротивления контактной сварки непосредственно от силовой, осветительной или контактной электрической сети не допускается.
7.6.17. Схема включения нескольких источников сварочного тока при работе их на одну сварочную дугу, электрошлаковую ванну или сопротивление контактной сварки должна исключать возможность возникновения между изделием и электродом напряжения, превышающего наибольшее напряжение холостого хода одного из источников сварочного тока.
7.6.18. Электрическая нагрузка нескольких однофазных источников сварочного тока должна по возможности равномерно распределяться между фазами трехфазной сети.
7.6.19. Однопостовой источник сварочного тока, как правило, должен располагаться не далее 15 м от сварочного поста.
7.6.20. Первичная цепь электросварочной установки должна содержать коммутационный (отключающий) и защитный электрические аппараты (аппарат), ее номинальное напряжение должно быть не выше 660 В.
Сварочные цепи не должны иметь соединений с электрическими цепями, присоединяемыми к сети (в том числе с электрическими цепями, питаемыми от сети обмоток возбуждения генераторов преобразователей).
7.6.21. Электросварочные установки с многопостовым источником сварочного тока должны иметь устройство (автоматический выключатель, предохранители) для защиты источника от перегрузки, а также коммутационный и защитный электрические аппараты (аппарат) на каждой линии, отходящей к сварочному посту. Эти линии следует выполнять радиальными; применение в установках с многопостовыми сварочными выпрямителями магистральных схем допускается только при технико-экономическом обосновании.
7.6.22. Для определения значения сварочного тока электросварочная установка должна иметь измерительный прибор. На электросварочных установках с однопостовым источником сварочного тока допускается не иметь измерительного прибора при наличии в источнике сварочного тока шкалы на регуляторе тока.
7.6.23. Переносные и передвижные электросварочные установки (кроме автономных) следует присоединять к электрическим сетям непосредственно кабелем или кабелем через троллеи. Длина троллейных проводников не нормируется, их сечение должно быть выбрано с учетом мощности источника сварочного тока.
7.6.24. Присоединение переносной или передвижной электросварочной установки непосредственно к стационарной электрической сети должно осуществляться с использованием коммутационного и защитного аппаратов (аппарата) с разборными или разъемными контактными соединениями. Обязательно наличие блокировки, исключающей возможность размыкания и замыкания этих соединений, присоединения (отсоединения) жил кабельной линии (проводов) при включенном положении коммутационного аппарата.
7.6.25. Кабельная линия первичной цепи переносной (передвижной) электросварочной установки от коммутационного аппарата до источника сварочного тока должна выполняться переносным гибким шланговым кабелем с алюминиевыми или медными жилами, с изоляцией и в оболочке (шланге) из нераспространяющей горение резины или пластмассы. Источник сварочного тока должен располагаться на таком расстоянии от коммутационного аппарата, при котором длина соединяющего их гибкого кабеля не превышает 15 м.
7.6.26. Сварочные автоматы или полуавтоматы с дистанционным регулированием режима работы источника сварочного тока рекомендуется оборудовать двумя комплектами органов управления регулирующими устройствами (рукояток, кнопок и т.п.), устанавливаемых один — у источника сварочного тока, второй — на пульте или щите управления сварочным автоматом или полуавтоматом. Для выбора вида управления регулятором (местного или дистанционного) должен быть установлен переключатель, обеспечивающий блокирование*, исключающее ошибочное включение. Допускается не предусматривать возможности выполнения блокирования, а использовать механический замок со специальными ключами.
7.6.27. Шкафы комплектных устройств и корпуса сварочного оборудования (машин), имеющие неизолированные токоведущие части, находящиеся под напряжением выше 50 В переменного или выше 110 В постоянного тока, должны быть оснащены блокировкой*, обеспечивающей при открывании дверей (дверец) отключение от электрической сети устройств, находящихся внутри шкафа (корпуса). При этом вводы (выводы), остающиеся под напряжением, должны быть защищены от случайных прикосновений.
* Блокировка — термин по ГОСТ 18311-80.
Допускается взамен блокировки применение замков со специальными ключами, если при работе не требуется открывать двери (дверцы).
7.6.28. В электросварочных установках кроме защитного заземления открытых проводящих частей и подключения к системе уравнивания потенциалов сторонних проводящих частей (согласно требованиям гл. 1.7) должно быть предусмотрено заземление одного из выводов вторичной цепи источников сварочного тока: сварочных трансформаторов, статических преобразователей и тех двигатель-генераторных преобразователей, у которых обмотки возбуждения генератора присоединяются к электрической сети без разделительных трансформаторов (см. также 7.6.30).
В электросварочных установках, в которых дуга горит между электродом и электропроводящим изделием, следует заземлять вывод вторичной цепи источника сварочного тока, соединяемый проводником (обратным проводом) с изделием.
7.6.29. Сварочное электрооборудование для присоединения защитного РЕ-проводника должно иметь болт (винт, шпильку) с контактной площадкой, расположенной в доступном месте, с надписью «Земля» (или с условным знаком заземления по ГОСТ 2.721-74). Диаметры болта и контактной площадки должны быть не менее нормируемых ГОСТ 12.2.007.0-75.
Втычные контактные соединители проводов для включения в электрическую цепь напряжением выше 50 В переменного тока или выше 110 В постоянного тока переносных пультов управления сварочных автоматов или полуавтоматов должны иметь защитные контакты.
7.6.30. Электросварочные установки, в которых по условиям электротехнологического процесса не может быть выполнено заземление согласно 7.6.28, а также переносные и передвижные электросварочные установки, заземление оборудования которых представляет значительные трудности, должны быть снабжены устройствами защитного отключения или непрерывного контроля изоляции.
7.6.31. Конденсаторы, используемые в электросварочных установках в целях накопления электроэнергии для сварочных импульсов, должны иметь устройство для автоматической разрядки при снятии защитного кожуха или при открывании дверей шкафа, в которых установлены конденсаторы.
7.6.32. При водяном охлаждении элементов электросварочных установок должна быть предусмотрена возможность контроля за состоянием охлаждающей системы с помощью воронок для стока воды или струйных реле. В системах водяного охлаждения автоматов (полуавтоматов) рекомендуется использовать реле давления, струйные или температуры (два последних применяются на выходе воды из охлаждающих устройств) с работой их на сигнал. Если прекращение протока или перегрев охлаждающей воды могут привести к аварийному повреждению оборудования, должно быть обеспечено автоматическое отключение установки.
В системах водяного охлаждения, в которых возможен перенос по трубопроводам потенциала, опасного для обслуживающего персонала, должны быть предусмотрены изолирующие шланги (длину шлангов выбирают согласно требованиям 7.5.39).
Разъемные соединения и шланги системы водяного охлаждения рекомендуется располагать таким образом, чтобы исключить возможность попадания струи воды на электрооборудование (источник сварочного тока или др.) при снятии или повреждении шлангов.
Качество воды, используемой в системе водяного охлаждения, должно соответствовать требованиям, приведенным в табл. 7.5.13, если в стандартах или технических условиях на соответствующее оборудование не приведены другие нормативные значения.
Требования к помещениям для сварочных установок и сварочных постов
7.6.33. Помещения и здания сборочно-сварочных цехов и участков с размещенными в них электросварочными установками и сварочными постами, а также вентиляционные устройства должны отвечать требованиям действующих нормативных документов.
7.6.34. Для электросварочных установок и сварочных постов, предназначенных для постоянных электросварочных работ в зданиях вне сварочно-сборочных цехов и участков, должны быть предусмотрены специальные вентилируемые помещения, выгороженные противопожарными перегородками 1-го типа, если они расположены смежно с помещениями категорий А, Б и В по взрывопожарной опасности, и 2-го типа в остальных случаях. Площадь и объем таких помещений и системы их вентиляции должны соответствовать требованиям действующих санитарных правил и СНиП с учетом габаритов сварочного оборудования и свариваемых изделий.
7.6.35. Сварочные посты допускается располагать во взрыво- и пожароопасных зонах только в период производства временных электросварочных работ, выполняемых с соблюдением требований, изложенных в типовой инструкции по организации безопасного ведения огневых работ на взрыво- и взрывопожароопасных объектах, утвержденной Госгортехнадзором России.
7.6.36. В помещениях для электросварочных установок должны быть предусмотрены проходы не менее 0,8 м, обеспечивающие удобство и безопасность производства сварочных работ и доставки изделий к месту сварки и обратно.
7.6.37. Площадь отдельного помещения для электросварочных установок должна быть не менее 10 м 2 , причем площадь, свободная от оборудования и материалов, должна составлять не менее 3 м 2 на каждый сварочный пост.
7.6.38. Сварочные посты для систематического выполнения ручной дуговой сварки или сварки в среде защитных газов изделий малых и средних габаритов непосредственно в производственных цехах в непожароопасных и невзрывоопасных зонах должны быть размещены в специальных кабинах со стенками из несгораемого материала.
Глубина кабины должна быть не менее двойной длины, а ширина — не менее полуторной длины свариваемых изделий, однако площадь кабины должна быть не менее 2×1,5 м. При установке источника сварочного тока в кабине ее размеры должны быть соответственно увеличены. Высота стенок кабины должна быть не менее 2 м, зазор между стенками и полом — 50 мм, а при сварке в среде защитных газов — 300 мм. В случае движения над кабиной мостового крана, ее верх должен быть закрыт сеткой с ячейками размером не более 50×50 мм.
7.6.39. Выполнение работ на сварочных постах при несистематической ручной дуговой сварке, сварке под флюсом и электрошлаковой сварке допускается непосредственно в пожароопасных помещениях при условии ограждения места работы щитами или занавесами из негорючих материалов высотой не менее 1,8 м.
7.6.40. Электросварочные установки при систематической сварке на них изделий массой более 20 кг должны быть оборудованы соответствующими подъемно-транспортными устройствами для облегчения установки и транспортировки свариваемых изделий.
7.6.41. Естественное и искусственное освещение электросварочных установок сборочно-сварочных цехов, участков, мастерских, отдельных сварочных постов (сварочных кабин) и мест сварки должно удовлетворять требованиям СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования».
7.6.42. При ручной сварке толстообмазанными электродами, электрошлаковой сварке, сварке под флюсом и автоматической сварке открытой дугой должен быть предусмотрен отсос газов непосредственно из зоны сварки.
7.6.43. На сварочных постах при сварке открытой дугой и под флюсом внутри резервуаров, закрытых полостей и конструкций должно обеспечиваться вентилирование в соответствии с характером выполняемых работ. При невозможности необходимого вентилирования следует предусматривать принудительную подачу чистого воздуха под маску сварщика в количестве 6–8 м 3 /ч.
7.6.44. Над переносными и передвижными сварочными установками, находящимися на открытом воздухе, должны быть сооружены навесы из негорючих материалов для защиты рабочего места сварщика и электросварочного оборудования от атмосферных осадков.
Навесы допускается не сооружать, если электрооборудование электросварочной установки имеет оболочку со степенью защиты, соответствующей условиям работы в наружных установках, и во время дождя и снегопада электросварочные работы будут прекращаться.
Установки электрической сварки (резки, наплавки) плавлением
7.6.45. Проходы между однопостовыми источниками сварочного тока — преобразователями (статическими и двигатель-генераторными) установок сварки (резки, наплавки) плавлением должны быть шириной не менее 0,8 м и между многопостовыми — не менее 1,5 м. Расстояние от одно- и многопостовых источников сварочного тока до стены должно быть не менее 0,5 м.
Проходы между группами сварочных трансформаторов должны быть шириной не менее 1 м. Расстояние между сварочными трансформаторами, стоящими рядом в одной группе, должно быть не менее 0,1 м.
Регулятор сварочного тока (если он выполнен в отдельной оболочке) следует устанавливать рядом со сварочным трансформатором или над ним. Установка сварочного трансформатора над регулятором тока не допускается.
7.6.46. Проходы с каждой стороны стеллажа для выполнения ручных сварочных работ на крупных деталях или конструкциях должны быть шириной не менее 1 м. Столы для мелких сварочных работ допускается примыкать с одной стороны непосредственно к стене кабины, с других сторон должны быть проходы шириной не менее 1 м. Кроме того, в сварочной мастерской (на участке) должны быть предусмотрены проходы, ширина которых устанавливается в зависимости от числа работающих, но не менее 1 м.
7.6.47. Проходы с каждой стороны установки автоматической дуговой сварки под флюсом крупных изделий, а также установок дуговой сварки в защитном газе, плазменной, электронно-лучевой и лазерной сварки должны быть шириной не менее 1,5 м.
7.6.48. Дня подвода тока от источника сварочного тока к электрододержателю установки ручной дуговой сварки (резки, наплавки) или к дуговой плазменной горелке прямого действия установки плазменной резки (сварки) должен применяться гибкий провод с резиновой изоляцией и в резиновой оболочке. Применение проводов с изоляцией или в оболочке из материалов, распространяющих горение, не допускается.
7.6.49. Электрические проводки установок и аппаратов, предназначенных для дуговой сварки ответственных конструкций судовых секций, несущих конструкций зданий, мостов, летательных аппаратов, подвижного состава железных дорог и других средств передвижения, сосудов, котлов и трубопроводов на давление более 5 МПа, трубопроводов для токсичных веществ и т.п., должны быть выполнены проводами с медными жилами.
7.6.50. В качестве обратного провода, соединяющего свариваемое изделие с источником сварочного тока в указанных в 7.6.48 установках стационарного использования, могут служить гибкие и жесткие провода, а также, где это возможно, стальные или алюминиевые шины любого профиля достаточного сечения, сварочные плиты, стеллаж и свариваемая конструкция (см. также 7.6.51 и 7.6.52).
В электросварочных установках с переносными и передвижными сварочными трансформаторами обратный провод должен быть изолированным так же, как и прямой, присоединяемый к электрододержателю.
Элементы, используемые в качестве обратного провода, должны надежно соединяться сваркой или с помощью болтов, струбцин либо зажимов.
7.6.51. В установках для автоматической дуговой сварки в случае необходимости (например, при сварке круговых швов) допускается соединение обратного провода со свариваемым изделием с помощью скользящего контакта соответствующей конструкции.
7.6.52. В качестве обратного провода не допускается использование металлических строительных конструкций зданий, трубопроводов, технологического оборудования, а также проводников сети заземления.
7.6.53. Электрододержатели для ручной дуговой сварки и резки металлическим и угольным электродами должны удовлетворять требованиям действующих стандартов.
7.6.54. Напряжение холостого хода источников сварочного тока установок дуговой сварки при номинальном напряжении питающей электрической сети не должно превышать для источников постоянного тока 100 В (среднее значение) и для источников переменного тока (действующее значение):
- 80 В — для установок ручной и полуавтоматической дуговой сварки на номинальный сварочный ток 630 А;
- 100 В — для установок автоматической дуговой сварки на номинальный сварочный ток 1000 А;
- 120 В — для установок автоматической дуговой сварки на номинальный сварочный ток 1600 А;
- 140 В — для установок автоматической дуговой сварки на номинальный сварочный ток 2000 А.
В цепи сварочного тока допускаются кратковременные пики напряжения при обрыве дуги длительностью не более 0,5 с.
7.6.55. Для возбуждения дуги в установках дуговой сварки (резки) без предварительного замыкания сварочной цепи между электродом и свариваемым изделием и повышения стабильности горения дуги допускается применение преобразователей повышенной частоты (осцилляторов).
Для повышения устойчивости горения дуги переменного тока допускается применение в установках дуговой сварки (резки) импульсных генераторов, резко поднимающих напряжение между электродом и свариваемым изделием в момент повторного возбуждения дуги. Импульсный генератор не должен увеличивать напряжение холостого хода сварочного трансформатора более чем на 1 В (действующее значение).
7.6.56. Номинальное напряжение электродвигателей и электротехнических устройств, расположенных на переносных частях электросварочных автоматов и полуавтоматов, должно быть не выше 50 В переменного или 110 В постоянного тока. Электродвигатели и электротехнические устройства переменного тока должны подключаться к питающей сети через понижающий трансформатор с заземленной вторичной обмоткой или через разделительный трансформатор, являющийся частью сварочного устройства. Корпуса электродвигателей и электротехнических устройств при этом допускается не заземлять. Электродвигатели и электротехнические устройства, расположенные на частях стационарных и передвижных электросварочных автоматов, смонтированных на стационарных установках, допускается питать от сети 220 и 380 В переменного тока или 220 и 440 В постоянного тока при обязательном заземлении их корпусов, которые должны быть электрически изолированы от частей, гальванически связанных со сварочной цепью.
7.6.57. Напряжение холостого хода источника сварочного тока установок плазменной обработки при номинальном напряжении сети должны быть не выше:
- 500 В — для установок автоматической резки, напыления и плазменно-механической обработки;
- 300 В — для установок полуавтоматической резки или напыления;
- 180 В — для установок ручной резки, сварки или наплавки.
7.6.58. Установки для автоматической плазменной резки должны иметь блокировку, исключающую шунтирование замыкающих контактов в цепи питания катушки коммутационного аппарата без электрической дуги.
7.6.59. Управление процессом механизированной плазменной резки должно быть дистанционным. Напряжение холостого хода на дуговую головку до появления «дежурной» дуги должно подаваться включением коммутационного аппарата при нажатии кнопки «Пуск», не имеющей самоблокировки. Кнопка «Пуск» должна блокироваться автоматически после возбуждения «дежурной» дуги.
7.6.60. Источники питания сварочным током электронных пушек установок электронно-лучевой сварки должны иметь разрядник, установленный между выводом положительного полюса выпрямителя и его заземленным корпусом. Кроме того, для предотвращения пробоев изоляции цепей низшего напряжения установки и изоляции в питающей электрической сети, к которой установка присоединяется, вызванных наведенными зарядами в первичных обмотках повышающих трансформаторов, между выводами первичной обмотки и землей должны включаться конденсаторы или приниматься другие меры защиты.
7.6.61. Сварочные электронно-лучевые установки должны иметь защиту от жесткого и мягкого рентгеновского излучения, обеспечивающую их полную радиационную безопасность, при которой уровень излучения на рабочих местах должен быть не выше допускаемого действующими нормативами для лиц, не работающих с источниками ионизирующих излучений.
Установки электрической сварки с применением давления
7.6.62. Ширина проходов между машинами точечной, роликовой (линейной) и рельефной сварки при их расположении напротив друг друга должна быть не менее 2 м, а между машинами стыковой сварки — не менее 3 м. При расположении машин тыльными сторонами друг к другу ширина прохода должна быть не менее 1 м, при расположении передними и тыльными сторонами — не менее 1,5 м.
7.6.63. Машины контактной стыковой сварки методом оплавления должны быть оборудованы ограждающими устройствами (предохраняющими обслуживающий персонал от выплесков металла и искр и позволяющими безопасно вести наблюдение за процессом сварки), а также устройствами для интенсивной местной вытяжной вентиляции.
7.6.64. Для подвода сварочного тока к специальным передвижным или подвесным машинам контактной сварки, используемым для сварки громоздких конструкций в труднодоступных местах, должен применяться гибкий шланговый кабель (провод) с изоляцией и оболочкой из нераспространяющего горение материала с воздушным, а в обоснованных случаях — с водяным охлаждением.
7.6.65. Напряжение холостого хода вторичной обмотки сварочного трансформатора машины контактной сварки при номинальном напряжении сети должно быть не выше 50 В.
7.6.66. Подвесные машины точечной и роликовой сварки со встроенными сварочными трансформаторами должны присоединяться к сети через разделяющий трансформатор и иметь блокировку, допускающую включение силовой цепи только при заземленном корпусе машины.
Допускается непосредственное подключение сварочного трансформатора (без разделяющего трансформатора) к сети напряжением не более 380 В, при этом первичная цепь встроенного трансформатора должна иметь двойную (усиленную) изоляцию или же машина должна быть оборудована устройством защитного отключения.
7.6.67. В подвесных машинах точечной и роликовой сварки напряжение цепей управления, расположенных непосредственно на сварочных клещах, должно быть не выше 50 В для цепей переменного или 110 В для цепей постоянного тока.
Как исключение допускается напряжение указанных цепей до 220 В переменного или постоянного тока при наличии двойной изоляции цепей управления, а также элементов заземления или устройства защитного отключения.
Подвод тока в таких машинах к сварочным клещам рекомендуется выполнять проводом с водяным охлаждением.
Вопросы и ответы
Вопрос: Какая должна быть длина гибкого кабеля, соединяющего источник сварочного тока и коммутационный аппарат?
Ответ: ПУЭ п. 7.6.25. Не больше 15 м.Вопрос: Что используется при присоединении переносной или передвижной электросварочной установки непосредственно к стационарной электрической сети?
Ответ: ПУЭ п. 7.6.24. Коммутационный и защитный аппараты (аппарат) с разборными или разъемными контактными соединениями.Вопрос: Что используется при присоединении переносной или передвижной электросварочной установки непосредственно к стационарной электрической сети?
Ответ: ПУЭ п. 7.6.27. Выше 50 В переменного или выше 110 В постоянного тока.Комплектные электроприводы
Электропривод, в соответствии с принятой терминологией — это электромеханическая система, содержащая, в общем случае, электрические преобразователи, электромеханические преобразователи (электродвигатели, другие исполнительные устройства с электрическим управлением), механические преобразовательные устройства, информационные и управляющие устройства, а также устройства для сопряжения с внешними системами, и предназначенная для приведения в движение исполнительных органов рабочей машины в целях осуществления технологического процесса.
Электрическим преобразователем называется электротехническое устройство, преобразующее электрическую энергию с одними значениями параметров и (или) показателей качества в электрическую энергию с другими значениями параметров и (или) показателей качества. Преобразование параметров осуществляется по роду тока, напряжению, частоте, числу фаз.
В относительно простых электроприводах могут отсутствовать некоторые из указанных составляющих (механические устройства, средства сопряжения с другими системами и т.п.).
Комплектным электроприводом (КЭП) принято называть комплект взаимоувязанного электрооборудования, которое предназначается для электропривода с некоторыми определенными функциями, объединяется общей электрической схемой, поставляется полностью (или в большей части) комплектно и обычно содержит:
— элементы согласования преобразователя с сетью (трансформаторы, реакторы);
— систему управления преобразователем;
— систему автоматического регулирования основных параметров электропривода;
— элементы измерения, защиты и сигнализации и другие информационные устройства; — электродвигатели (один или несколько); датчики, необходимые для реализации основных функций конкретного электропривода;
— механические преобразовательные устройства (в отдельных случаях).
Электрооборудование первых пяти групп выполняется обычно в виде комплектных устройств управления (шкафов, блоков, пультов и т.п.), объединенных общей электрической схемой и обеспечивающих необходимое взаимодействие элементов КЭП. Поэтому комплектное устройство управления является, как правило, обязательной составной частью КЭП, а его выход — это, по существу, выход электрического преобразователя.
Во многих случаях, особенно для электроприводов узко конкретного применения и для малых мощностей, электродвигатель входит непосредственно в комплект поставки КЭП. И наоборот, в КЭП относительно широкого назначения могут использоваться электродвигатели одного вида, но различных типов, в таких случаях двигатель заказывается отдельно непосредственно потребителем.
Рассмотренный состав КЭП определяется как широкой реальной практикой, так и стандартами СТ СЭВ 1658-79 «Электроприводы тиристорные комплектные переменного тока. Общие технические требования» и СТ СЭВ 1659-79 «Электроприводы тиристорные комплектные постоянного тока. Общие технические требования» (причем аналогичных отечественных стандартов нет), в связи с чем необходимо отметить следующее. Стандарты СЭВ утеряли силу как документы с жесткими обязательными требованиями, однако сохраняют свое действие как рекомендательные документы (по крайней мере, до создания аналогичных отечественных стандартов).
Предприятия, осуществляющие разработку и поставку КЭП, несут ответственность за соответствие всех составных частей электропривода целям реализации проектных функций, за согласованную с потребителем комплектную поставку оборудования на объект, а также при необходимости выполняют пуско-наладочные работы и сервисное обслуживание.
Комплектные электроприводы по разновидностям и мощностям чрезвычайно многообразны, а для полного представления об их схеме и конструкции требуется значительный объем разнородной информации. До настоящего времени не существует нормативно-технических документов, регламентирующих набор главных параметров электроприводов разных типов.
Наиболее широкую шкалу параметров имеют электроприводы постоянного тока серий КГЭУ, КГЭ, ЭКГ. Первая из них отличается универсальностью конструкции и систем управления для различных областей применения, что обуславливает некоторую избыточность и усложненность устройств управления. Серии КТЭ и ЭКТ, наоборот, отличаются объектной ориентированностью, т.е. оптимальным набором устройств управления, определяемым при согласовании заказа. В каждой из упомянутых серий имеется ряд исполнений комплектных устройств, предназначенных для обеспечения возбуждения мощных двигателей постоянного тока, а также синхронных двигателей.
Подавляющее большинство полупроводниковых преобразователей предназначено для эксплуатации в закрытых отапливаемых помещениях. Однако отдельные преобразователи выполняются в закрытом контейнере, предназначенном для наружной установки, что является наиболее перспективным конструкторским решением для тяжелых условий эксплуатации (например, КУ-БУ-2500ЭП для нефтебуровых установок).
В широкой номенклатуре выпускаются регулируемые электроприводы переменного тока, среди которых следует отметить ряд новых объектно-ориентированных разработок:
— частотно-регулируемые электроприводы серии ЭПБ-2 на базе вентильного (синхронного) двигателя и преобразовательного устройства с автономным инвертором напряжения, с весьма высоким диапазоном регулирования частоты вращения (до 10000), для привода станков с ЧПУ и роботов;
— частотно-регулируемые электроприводы мощностью до 6600 кВт серии КТУЧС на базе синхронного двигателя с питанием от НПЧ для мощных низкооборотных механизмов — шахтных подъемных машин, мельниц, конвейеров (АО ’Электросила», АО «Электропривод»);
— комплектный параметрический электропривод серии КПЭ на базе тиристорного регулятора напряжения, со специальными асинхронными короткозамкнутыми двигателями мощностью от 2,5 до 18,5 кВт, предназначенный для механизмов с «вентиляторной» характеристикой нагрузки (вентиляторов, насосов), а также для механизмов с необходимостью кратковременной работы на пониженной скорости; данная система представляет собой наиболее простой вид регулируемого электропривода переменного тока для указанного класса механизмов; комплектные устройства имеют закрытую конструкцию, предназначенную для тяжелых условий эксплуатации (АО «Электропривод», Московский опытный завод «Агрегат»).
Новейшим техническим решением является применение микропроцессорных систем управления в новых разработках ЗПО «Преобразователь», АО Электропривод».
Активно ведутся разработки тиристорных преобразователей частоты на базе так называемых полностью управляемых («запираемых») тиристоров, что позволит значительно расширить производство и применение регулируемых электроприводов переменного тока.