Степень защиты и климатическое исполнение электрооборудования

Электроустановками по условиям электробезопасности разделя­ются на электроустановки напряжением до 1000 В включительно и электроустановки напряжением выше 1000 В (по действующему значе­нию напряжения).

Электроустановки по условиям воздействия атмосферы разделя­ются на открытые (наружные) и закрытые (внутренние).

Открытыми или наружными электроустановками называются элект­роустановки, не защищенные зданием от атмосферных воздействий.

Электроустановки, защищенные только навесами, сетчатыми ог­раждениями и т.п., рассматриваются как наружные.

Закрытыми или внутренними электроустановками называются электроустановки, размещенные внутри здания, защищающего их от атмосферных воздействий.

Электроустановки подразделяются на действующие и бездействующие.

Действующими электроустановками считаются такие установки или их участки, которые находятся под напряжением полностью или частично или на которые в любой момент может быть подано напряже­ние включением коммутационных аппаратов.

Нормальная работа электроустановок зависит от различных фак­торов окружающей среды. На электрические сети и электрооборудо­вание влияют высокая температура и резкие её изменения, влаж­ность, пыль, пары, газ, солнечная радиация. Эти факторы могут из­менять срок службы электрооборудования и кабельных изделий, ухуд­шать условия их работы, вызывать аварийность, повреждения и даже разрушение всей установки. Особенно зависят от условий окружающей среды электрические свойства изоляционных материалов, без которых не обходится ни одно электрическое устройство. Эти материалы под влиянием климата и даже изменения погоды могут быстро и сущест­венно менять, а при критических обстоятельствах терять свои электроизоляционные свойства, необходимые для работы оборудования.

Электрооборудование – это совокупность электроустановок и (или) электротехнических изделий (провода, кабели, выключатели, розетки и т.д.). Оно подразделяется на электрооборудование общего назначения и специальное электрооборудование.

Классификация электрооборудования:

- открытое,

- защищённое,

- каплезащищённое,

- брызгозащищённое,

- водозащищённое,

- пылезащищённое,

- пыленепроницаемое,

- закрытое,

- герметичное,

- взрывозащищённое.

Степень защиты электроустановок.

Степень защиты электрооборудования от окружающей среды указывается на щитке оборудования буквами IР (International Protection - международная защита) и цифрам,IP – X1X2

Первая цифра обозначает защиту от пыли и механических воздействий (табл. 2.1.)-Х1, вторая защиту от попадания влаги (табл. 2.2.)- Х2.

Таблица 2.1. Защита электрооборудования от пыли и механических воздействий.

Цифра	Характеристика
	Защита отсутствует
	Защита от случайного прикосновения большого участка тела, попадания крупных предметов D не менее 52,5 мм.
	Защита от случайного прикосновения пальцев рук, попадания твёрдых предметов D не менее 12,5 мм.
	Защита от прикосновения инструмента, проволоки, попадания твёрдых предметов D не менее 2,5 мм.
	Защита от прикосновения инструмента, проволоки, попадания твёрдых предметов D не менее 1 мм.
	Полная защита от случайного прикосновения и от вредных отложений пыли.
	Полная защита от случайного прикосновения и от попадания пыли.

Таблица 2.2 Защиты электрооборудования от проникновения воды.

Цифра	Характеристика
	Защита отсутствует
	Защита от капель сконденсированной воды
	Защита от капель падающих на корпус электрооборудования под углом 15°. (Защита от дождя)
	Защита от капель падающих на корпус электрооборудования под углом 60°.
	Защита от брызг в любом направлении.
	Защита от водяных струй.
	Защита от заливания (морской волны).
	Защита от непродолжительного погружения в воду.
	Защита при неограниченно длительном погружении в воду.

* Например, IР23 предусматривает защиту от возможного соприкос­новения пальцев рук с токоведущими и движущимися частями и попадания внутрь машины твердых тел диаметром 12,5 мм, а также от попадания внутрь машины капель дождя, падающих под углом до 60о к вертикали.

Кроме защиты от окружающей среды указывается климатическое исполнение и категория размещения оборудования.

Изделия, предназначенные для эксплуатации на суше, реках, озерах, имеют следующие климатические исполнения: У- для макроклиматических районов с умеренным климатом; ХЛ- для макроклиматических районов с холодным климатом; ТВ- для макроклиматических районов с влажным тропическим климатом; ТС- для макроклиматических районов с сухим тропическим климатом; Т- для макроклиматических районов как с сухим, так и с влажным тропическим климатом; О- для всех макроклиматических районов на суше (общеклиматическое исполнение).

Климатическое исполнение электрооборудования.

У(N) – для климатического района с умеренным климатом, -25°С≤Т≤+40°С

УХЛ(NF) – для климатического района с умеренным холодным климатом,

-45°С=Т≤+40°С

ТВ(TH) – для климатического района с тропическим влажным климатом,

Т≥+20°С и W≥80%.

ТС(TA) – для климатического района с тропическим сухим климатом, Т>+40°С.

Т(Т) – для климатического района с тропическим климатом.

О(U) – общеклиматическое исполнение, для всех макроклиматических районов на суше кроме макроклиматического района с очень холодным климатом Т<-60°С.

Категории размещения электрооборудования обозначают следующими цифрами:

1- для работы на открытом воздухе;

2- для работы в помещениях, где колебания температуры и влажности воздуха несущественно отличаются от колебаний на открытом воздухе и имеется сравнительно свободный доступ наружного воздуха, например в палатках, кузовах, прицепах, металлических помещениях без теплоизоляции, а также в кожухе комплектного устройства категории 1 или под навесом (отсутствие прямого воздействия солнечной радиации и атмосферных осадков на изделие);

3- для работы в закрытых помещениях с естественной вентиляцией без искусственно регулируемых климатических условий, где колебания температуры и влажности воздуха и воздействие песка и пыли существенно меньше, чем на открытом воздухе, например в металлических с теплоизоляцией, каменных, бетонных, деревянных помещениях (существенное уменьшение воздействия солнечной радиации, ветра, атмосферных осадков, отсутствие росы);

4- для работы в помещениях с искусственно регулируемыми климатическими условиями, например в закрытых отапливаемых или охлаждаемых и вентилируемых производственных и других, в том числе хорошо вентилируемых подземных помещениях ( отсутствие прямого воздействия солнечно радиации и отсутствие воздействия атмосферных осадков, ветра, а также воздействия песка и пыли наружного воздуха);

5- для работы в помещениях с повышенной влажностью, со специальными условиями микроклимата.

Типы электрических схем

При разработке силовых, осветительных сетей и автоматических систем управления применяют различные виды и типы электрооборудования, проводок, приборов и средств автоматизации, соединяемые с объектом управления и между собой по определённым схемам. В зависимости от используемого оборудования. приборов и средств автоматизации (электрических, пневматических, гидравлических и т.п.) разрабатываются различные схемы их соединений..

В соответствии с ГОСТ 2.701-76 схемы разделяются на следующие виды и типы:

Виды схем:

1. Электрические – Э;

2. Гидравлические – Г;

3. Пневматические – П;

4. Кинематические – К;

5. Комбинированные – С.

Типы схем:

1. Структурные – 1;

2. Функциональные – 2;

3. Принципиальные – 3;

4. Соединений – 4;

5. Подключений – 5;

6. Общие – 6;

7. Расположения – 7.

Электрическойсхемой называют упрощённое наглядное изображение связей между отдельными элементами электрической цепи, выполненное с помощью условных графических обозначений и позволяющие понять принцип действия электрической установки.

Структурные – отражают укрупнённую структуру системы управления и взаимосвязи между пунктами контроля и управления объектов. Основные элементы изображаются в виде прямоугольников, связи между элементами показывают стрелками, направленными от воздействующего элемента на воздействуемый.

Функциональная схема – отражает функционально-блочную структуру отдельных узлов автоматического контроля, сигнализации, управления и регулирования технологического процесса и определяющие оснащение объекта управления приборами и средствами автоматизации.

Принципиальные схемы – отражают с достаточной полнотой состав элементов, вспомогательной аппаратуры и связей между ними, входящих в отдельный узел автоматизации и дающих детальное представление о принципе его работы. На основание принципиальных схем разрабатывают схемы внешних и внутренних соединений.

Схемы соединений – показывает сведения о внутренних соединениях изделия.

Схема подключения – содержит сведения о соединениях между отдельными элементами электроустановок и рабочих механизмов.

Схемы общие – содержат общие и специальные сведения по проекту.

Схема расположения – поясняет расположение аппаратов в пространстве, содержит сведения о путях и способах прокладки электропроводки.

Из 7 типов электрических схем основными являются принципиальные схемы, отражающие с достаточной полнотой и наглядностью взаимные связи между отдельными элементами, входящими в состав установки и дающие исчерпывающие сведения о принципе ее работы.

Принципиальные схемы служат основанием для разработки схем соединений и подключений, составления спецификации и заявок на оборудование, приборы и аппараты на стадии подготовки к монтажу. На стадии монтажа, наладки и эксплуатации установки принципиальная схема является основным руководящим техническим документом.

По назначению принципиальные схемы разделяют на схемы силовых цепей (цепи главного тока), схемы вспомогательных цепей (цепи управления, контроля, сигнализации), совмещенные схемы. При совмещенном начертании схем цепи главного тока выделяют более жирными линиями.

Принципиальные схемы могут выполняться совмещенным и разнесенным способами. Совмещенные изображения (рис.2.3,а) применяют в схемах, при этом все части каждого прибора располагают в непосредственной близости и заключают обычно в прямоугольный и круглый контур, выполненный тонкой линией. Чаще всего принципиальные схемы выполняют разнесенным способом (рис.2.3,б), при котором условные графические обозначения составных частей приборов располагают в различных местах, но таким образом, чтобы отдельные цепи были изображены наиболее наглядно. Принадлежность различных частей к одному и тому же аппарату устанавливается позиционным обозначением. Отдельные элементы оборудования (рубильники, предохранители, электромагнитные пускатели, реле, резисторы, конденсаторы и т.п.) соединяют между собой проводами и кабелями, пользуясь схемами соединений, представляющими собой документ, прилагаемый заводом изготовителем электроустановки или аппарата, содержащий сведения о внутренних соединениях изделия. На схемах соединений приборы и аппараты изображают упрощенно в виде прямоугольников, над которыми изображена окружность, разделенная горизонтальной чертой. Цифры в числителе указывают порядковый номер изделия, в знаменателе проставляется буквенно-цифровое обозначение элемента по ГОСТ 2.710-81 (см.рис.2.4).

Рисунок 2.3. Принципиальные электрические схемы управления электропроводами: а) совмещенные; б) разнесенные.

Рисунок 2.4. Электрическая схема соединений.

Электрическое, как и технологическое оборудование, устанавливают на опорные основания (например, в цехах), пользуясь схемами, изображенными на планах зданий и сооружений и чертежами,- называемыми в этом случае схемами расположения. Схема расположения поясняют расположение аппаратов в пространстве и содержат сведения о путях и способах прокладки проводов (рис.2.5)

Рисунок 2.5. Схема расположения.

Сведения о соединениях между собой отдельных устройств (шкафов, пультов, панелей управления, клемм элементов электроустановки) и особенностях выполнения таких соединений содержат схемы подключения (рис.2.6).

Рисунок 2.6. Схема подключений.

Коммутирующие аппараты на схемах изображают в отключенном состоянии (т.е. при отсутствии тока в обмотках реле, контакторов, электромагнитных пускателей и т.п. и внешних принудительных сил, воздействующих на отдельные аппараты).

Для опознавания участков цепи и составления схем соединений, цепи в принципиальных схемах маркируют. Силовые цепи переменного тока маркируются буквами, обозначающими фазы, и последовательными числами. Так, цепи трехфазного переменного тока маркируют буквами А, В, С, N, цепи двухфазного тока - А, В; В, С; С, А - и однофазного тока - А, N; В, N; С, N.

В схемах постоянного тока участкам цепей с положительной по­лярностью присваивают нечетные числа, а с отрицательной - четные. Входные и выходные участки цепи маркируют с указанием полярности: плюс (+) и минус (-), а средний проводник - буквой N или М. Цепи постоянного тока могут маркироваться последовательными числами.

Цепи управления, защиты, сигнализации, автоматики, измерения маркируются последовательными числами в пределах изделия.

На схемах маркировку проставляют у концов или в середине участка цепи, слева от изображения вертикальной цепи и над изображением горизонтальной цепи.

Схемы соединения могут иметь либо графический метод начертания, когда провода, жгуты и кабели, соединяющие зажимы аппаратов показывают на схеме отдельными линиями (аналогично тому, как вы­полняется принципиальная схема совмещенным способом (см.рис.2.3,а), линии одного направления допускается изображать одной утолщенной, которая у мест присоединения ответвляется на отдель­ные линии, либо, в случае затруднения их чтения, адресный метод, при котором линии, изображающие провода, жгуты и кабели, обрывают вблизи мест присоединения (рис.2.4). У зажимов аппаратов при этом показывают лишь отрезки проводов, на полках которых записывают в виде дроби, в которой в числителе - порядковый номер изделия или его буквенно-цифровое обозначение; в знаменателе - номер контакта, например 1/3 или ИМ/3.

В местах присоединения жил проводов и кабелей к аппаратам на схемах соединений изображают выводные зажимы в виде окружностей, внутри которых проставляют их маркировку (заводскую или специально присвоенную).

При высоком уровне автоматизации и большом количестве аппаратуры в схеме, монтаж электрических проводок выполняют по схемам соединений, которые составляют в виде таблиц, где записывают сведения о проводах и адреса присоединения, таблица 2.3.

Чтобы прочитать схему, необходимо знать:

1) условные обозначения, определяемые ГОСТ 2.751-73, ГОСТ 2.755-74, ГОСТ 2.756-76;

2) принцип действия отдельных аппаратов, входящих в состав установки;

3) свойства последовательного и параллельного соединения контактов и других элементов схем.

При чтении схем следует соблюдать определенную последовательность:

- определить источник электропитания и основные пути энергии от источника к потребителю;

- расчленить схему на простейшие цепи;

- уяснить роль каждого элемента, входящего в отдельные простейшие цепи;

- рассмотреть условия взаимодействия аппаратов, входящих в состав электроустановки.

Таблица 2.3 Соединения проводок.

Проводник	Откуда идет	Куда поступает	Данные проводов	Примечание
Передняя стенка
60 К 4/8 К 5/17 ПВ 1х1
58 К 4/17 К 5/8
59 К 4/ ХТ/ 3
21 И/5 ХТ/ 7

Начинать надо с рассмотрения цепи основного аппарата, управ­ляющего работой потребителя. Потом определить, контакты каких ап­паратов входят в эту цепь и как они влияют на работу основного аппарата. Затем следует рассмотреть цепи аппаратов, управляющих этими контактами и т.д.

Рассмотрим в качестве примера работу схемы, изображенной на рис.2.3. Наибольшей наглядностью в чтении (лучше прослеживаются отдельные цепи) обладает схема, выполненная разнесенным способом (рис.2.3,б). Из схемы видно, что электродвигатель (М) питается от сети 380/220 В с частотой 50 Гц. Защите электрической цепи от ко­роткого замыкания осуществляется автоматическим выключателем QF. Дистанционный пуск и остановка- электромагнитным пускателем (КМ), снабженным электротепловым реле (КК) для защиты его от перегру­зок. Управление электродвигателем осуществляется кнопками "пуск" и "стоп" (SВ).

При нажатии SВ (кнопка "пуск" с замыкающим контактом) и вклю­ченном автоматическом выключателе QF образуется замкнутая элект­рическая цепь: зажим С1-размыкающий контакт с самовозвратом SВ (кнопка "стоп"), замыкающий контакт SВ, катушка электромагнитного пускателя КМ, размыкающий контакт электротеплового реле КК, нуле­вой провод сети N. В электромагните КМ создается магнитное поле. Якорь, притягиваясь к сердечнику, увлекает траверсу, на которой закреплены подвижные главные и блокировочные контакты. Силовые контакты КМ замыкают цепь главного тока (электродвигатель включа­ется), а блокировочный замыкающий контакт КМ шунтирует кнопку "пуск", так как она с пружинным самовозвратом и замкнута лишь на нажатии (поэтому блокировочный контакт КМ часто называют контак­том самопитания).

Для остановки электродвигателя следует нажать кнопку SВ с размыкающими контактами ("стоп"). При этом обесточивается катушка КМ, главные контакты электромагнитного пускателя разомкнутся и отключат электродвигатель. Защита электродвигателя от перегрузок осуществляется тепловым реле КК, работающим следующим образом. При превышении заданного значения электрического тока в цепи пи­тания электродвигателя сработает тепловое реле КК и своим размыкающим контактом разомкнет цепь питания катушки электромагнитного пускателя, что в свою очередь приведет к размыканию его главных контактов и электродвигатель отключится.

Схемой предусмотрена также световая сигнализация работы электродвигателя. При неработающем электродвигателе горит сиг­нальная лампа НL2, при работающем- НLI.

Последовательность чтения структурных схем:

· На рассматриваемом чертеже читаем все надписи;

· Выясняем значение всех незнакомых условных обозначений и изображений;

· Последовательно рассматривают агрегатные щиты контроля и производств, диспетчерские щиты и пульты;

· Определяют виды и направления оперативной связи между пунктами контроля и управления.

· Выясняют наличие связей рассматриваемой структуры управления с другими уровнями управления.