Alacsony feszültségű elosztóvonalak és a szerkezeti helyek energiaelosztási követelményei

A mélyfeszültségű elosztóvonalak olyan áramkörök, amelyek egy elosztó transzformátoron keresztül lépítik le a 10 kV-os magas feszültséget 380/220 V-os szintre—azaz azok a mélyfeszültségű vonalak, amelyek a műtőtől a végfelhasználói berendezésekig futnak.

A mélyfeszültségű elosztóvonalakat a műtővezeték konfigurációjának tervezési fázisában kell figyelembe venni. A gyárakban, a relatíve nagy teljesítmény-igényű műhelyek esetén gyakran dedikált műhelyi műtőket telepítenek, ahol a transzformátor közvetlenül ellátja a különböző elektrikus terheléseket. Kisebb terhelésű műhelyek esetén a fő elosztó transzformátorból történik a tápellátás.

A mélyfeszültségű elosztóvonalak elrendezésének tervezése a terhelés kategóriáján, nagyságán, eloszlásán és jellemzőin alapul. Általában két típusú elosztási módszer ismert: sugárzó és fővonalas (vagy fa-alakú).

A sugárzó áramkörök magas megbízhatóságot nyújtanak, de magasabb befektetési költségekkel járnak. Ezért a modern mélyfeszültségű rendszerekben a fővonalas elosztást inkább használják, mivel ez rugalmasságban jobb—ha a termelési folyamatok változnak, a hálózati áramkörök jelentős módosítása nem szükséges. Így a fővonalas módszer alacsonyabb költséggel és nagyobb alkalmazkodóképességgel rendelkezik. Ugyanakkor a tápellátás megbízhatóságában az alacsonyabb, mint a sugárzó módszer.

1. Mélyfeszültségű elosztóvonalak típusai

Két telepítési mód létezik a mélyfeszültségű elosztóvonalak esetén: kábeltelepítés és felfestett vezeték.

A kábelvonalak föld alatt helyezkednek el, így minimálisan hatással vannak a természeti feltételekre, mint például a szél vagy a jég. Emellett, mivel nincsenek látható vezetékek a talajon, javítanak a városi és épületi környezet estétikáján. Azonban a kábeltelepítések magasabb befektetési költségekkel és nehézkes karbantartással és javítással járnak. A felfestett vezetékek a fordított előnyöket és hátrányokat mutatják. Tehát, kivételes igények hiányában általában felfestett vezetékeket használnak a mélyfeszültségű elosztásra.

A mélyfeszültségű felfestett vezetékek általában fa vagy beton oszlopokat használnak, a vezetékek porcelánbogarakkal rögzítve vannak a keresztvastagokon, amelyek az oszlopon vannak elhelyezve. Az oszlopok közötti távolság általában 30–40 méter a gyártéren belül, és 40–50 méter a nyílt területeken. A vezetékek közötti távolság általában 40–60 centiméter. A vezetékvonal útvonalai lehetőleg rövidek és közvetlenek legyenek, miközben könnyen telepíthetők és karbantartandók.

1.1 Építkezési helyszín tápellátása

Az építkezési helyszínek elektromos terhelési feltételei eltérnek a szabványos ipari üzemekétől. A terhelések nagysága és jellege változik a projekt előrehaladásával—például az építkezés kezdeti szakaszában főleg szállítási és teherautó gépek kerülnek felhasználásra, míg a későbbi szakaszokban poforgatók, stb. szükségesek. Ezért a helyszín teljes energiaigénye a csúcsterhelés alapján kell legyen meghatározva a legnagyobb építkezési szakaszhoz.

Az építkezési helyszínek tápellátása ideiglenes. Az összes elektrikus berendezést gyors telepítéshez és bontáshoz kell megtervezni. A helyszínen a műtők legyenek oszlop-rakott, külső típusú. A fővonalas felfestett vezetékeket általában használják a vezetékvezetéshez. A vezetékek felfestésekor gondoskodni kell arról, hogy ne akadályozzák a közlekedést, és könnyen telepíthetők és bonthatók legyenek. Földalatti projektek vagy alagút-építés esetén, ahol korlátozott a tér, a felfestett vezeték magassága nem felel meg a szabványos talajszinti követelményeknek.

Ilyen esetekben a világítási áramkörök biztonságos extra alacsony feszültséget (SELV) használnak 36 V alatt, míg a 380/220 V-os motor terhelésű tápellátási vezetékek rugalmas háromfázisú négymagú kábeleket használnak, amelyek jó izolációval és nedvességellenállósággal rendelkeznek. A kábelek telepítése a munka előrehaladásához kell igazodnia, és amikor nem használják, leválasztani és eltávolítani kell őket a biztonság érdekében.

1.2 Minimális távolság a vezetékek és a talaj között

Az elosztóvonalak nem áthaladhatnak gyúlóanyagból készült tetőkön, és nem szabad, hogy áthaladjanak tűzellenálló tetőkkel rendelkező épületeken; ha ezt nem lehet elkerülni, a hatóságokkal való együttműködés szükséges. A vezetékek és az épületek közötti függőleges távolság, a maximális lelógáskor, legalább 3 méternek kell lennie 1–10 kV-os vonalak esetén, és legalább 2,5 méternek 1 kV alatti vonalak esetén.

Amikor elosztóvonalak kereszteznek kommunikációs (mélyfeszültségű) vezetékeket, a villamosenergia-vezetékek a kommunikációs vezetékek felett kell legyenek telepítve. A függőleges távolság, a maximális lelógáskor, legalább 2 méternek kell lennie 1–10 kV-os vonalak esetén, és legalább 1 méternek 1 kV alatti vonalak esetén.

2. Elosztódeszkák az építkezési helyszíneken

Az építkezési helyszínek elosztódeszkái fő elosztódeszkák, rögzített alsóbb szintű elosztódeszkák és mobil alsóbb szintű elosztódeszkák kategóriákba sorolhatók.

2.2 Fő elosztódeszka

Ha önálló transzformátort használnak, a transzformátor és a későbbi fő elosztódeszka a tápellátó hatóság által lesz telepítve. A fő elosztódeszka tartalmaz egy fő mélyfeszültségű átkapcsolót, aktív és reaktív energia-méréseket, feszültségmérést, áramerőmérést, feszültségválasztó kapcsolót és jelzőfényeket. Az építkezési helyszínen található összes ágáramkör a fő deszkának utána helyezkedő alsóbb szintű elosztódeszkákhoz van csatlakoztatva.

Ha oszlop-rakott transzformátort használnak, a fő és alsóbb szintű elosztódeszkák az oszlopon vannak telepítve, a doboz alja legalább 1,3 méterrel felette a talajszint felett. Nagyobb transzformátorok esetén, amelyek a talajon található platformon vannak telepítve, zárt switchgear dobozokat használhatnak. Alsóbb szintű elosztódeszkák általában DZ-sorozatú mélyfeszültségű átkapcsolókat használnak.

A fő átmeneti kapcsoló kiválasztása a transzformátor jelzett áramának megfelelően történik, míg az ágáramkörök esetében kisebb kapacitású kapcsolókat használnak, amelyek mérete a körök maximális jelzett áramának megfelelően van meghatározva. Kisebb áramok esetén reziduális árameszközöket (RCD) kell használni (maximális RCD kapacitás: 200 A). Az ágáramkör-kapcsolók számának egy vagy kételőnyezővel kell meghaladnia a tervezett ágak számát, hogy tartalék ágakat biztosítsanak. A telephely elosztó tábláiban nem vannak beépítve mérőszerek, mint például árammérők és feszültségmérők.

Ha meglévő transzformátort használnak (ami nem dedikált a telephelyhez), a fő- és alfelosztó funkciók egyetlen behúzással vannak integrálva, hozzáadott aktív és reaktív energia méréssel. A fő elosztótól kezdve a rendszer a TN-S háromfázis ötfolyós konfigurációt alkalmazza, és az elosztó tábla fémmagasságát csatlakoztatni kell a védelmi föld (PE) vezetékhez.

2.3 Fix alfelosztó tábla

A telephelyeken a kábelek fektetése leginkább közvetlen temetés révén történik, és a tápellátási rendszer tipikusan sugár alakú konfigurációt követ. Minden fix alfelosztó tábla az ágkör végpontjaként szolgál, és ezért általában a táplálta elektromos berendezésekhez közeli helyzetben található.

A fix alfelosztó tábla behúzása vékony acéllemezre épül, vízellenálló fedéllel. A doboz alja 0,6 méternél nagyobb magasságban van telepítve, szögacél lábakkal támogatva. A doboz mindkét oldalon ajtókkal rendelkezik. Belsejében izoláló panel szolgál az elektromos komponensek rögzítési alapjaként. A doboz 200–250 A főkapcsolóval van felszerelve—négy-pólos RCD-vel—amely mérete a csatlakoztatott berendezések maximális jelzett áramának megfelelően van meghatározva.

A sokoldalúság érdekében a tervezésnek gyakori telephelyi berendezések, mint például toronykranok vagy hegesztőgépek, befogadására kell alkalmasnak lennie. A főkapcsoló mögött több ágkapcsoló (szintén négy-pólos RCD) is telepítve van, amelyek kapacitása a tipikus eszközértékek alapján kombinálva van—például 200 A fő RCD négy ággal: kettő 60 A-ra és kettő 40 A-ra. Minden ág RCD alatt porcelánűvegösszekötők vannak telepítve, amelyek látható szakítási pontot biztosítanak és eszközvégeként szolgálnak. Az üvegösszekötők felső termináljai a RCD-ek alsó termináljaihoz vannak csatlakoztatva, míg az alsó termináljai nyitva maradnak a berendezések csatlakoztatására. Ha szükséges, akkor egyfázisú kapcsolókat is telepíthetnek a doboz belsejébe, hogy egyfázisú berendezéseket elláthassanak.

Mint egy ágkör végpontja, minden fix alfelosztó táblának ismétlődő földelése kellene legyen, hogy növelje a védelmi földkapcsolat megbízhatóságát.

Miután a vezetékek bekerülnek a dobozba, a semleges (munka null) vezetéket egy terminál blokkhoz csatlakoztatják. A fázisvezetékek közvetlenül a RCD felső termináljaihoz vannak csatlakoztatva. A védelmi föld (PE) vezetéket a behúzás földelő csavára rögzítik, és ismétlődő földelő elektrodához csatlakoztatják. Ez a disztribúciós táblából eredő összes lefelé haladó PE vezeték ugyanahhoz a csavarhoz van csatlakoztatva.

2.4 Mozgó alfelosztó tábla

A mozgó alfelosztó tábla belső konfigurációja megegyezik a fix típusúval. Gumibérlapos kábelekkel csatlakozik egy fix alfelosztó táblához, és lehetőleg a szolgáltatandó berendezésekhez közeli helyzetbe kerül—például egy alsó szintről egy felső építési szintre. A doboz is RCD-eket használ, de kisebb kapacitásúak, mint a fix dobozok. Egyfázisú kapcsolókat és fogdanyakat adnak hozzá, hogy egyszerűen szolgáltassák az egyfázisú berendezéseket. A fémmagasság csatlakoztatva kell legyen a védelmi föld vezetékhez.