Низковольтні розподільчі лінії та вимоги до розподілу електроенергії на будівельних майданчиках

Низьковольтні лінії розподілу вказують на контури, які через трансформатор розподілу знижують високе напругу 10 кВ до рівня 380/220 В — тобто, низьковольтні лінії, що йдуть від підстанції до кінцевого обладнання.

Низьковольтні лінії розподілу слід враховувати на етапі проектування схеми проводки підстанцій. На заводі для цехів з відносно високим споживанням електроенергії часто встановлюються спеціальні підстанції, де трансформатори безпосередньо забезпечують живлення різних електричних навантажень. Для цехів з меншими навантаженнями енергія постачається безпосередньо від головного трансформатора розподілу.

Проектування розташування низьковольтних ліній розподілу базується на категорії навантаження, величині, розподілі та характеристиках навантаження. Загалом існує два типи методів розподілу: радіальний та стеблевий (або деревоподібний).

Радіальні контури надають високу надійність, але вимагають більших капітальних витрат. Тому стеблевий розподіл більш поширений у сучасних низьковольтних системах через свою більшу гнучкість — при зміні технологічних процесів не потрібно виконувати значні зміни у розподільній мережі. Таким чином, стеблевий метод має нижчу вартість та більшу пристосованість. Проте, що стосується надійності живлення, він поступається радіальному методу.

1.Типи низьковольтних ліній розподілу

Існує два способи встановлення низьковольтних ліній розподілу: прокладка кабелів та встановлення повітряних ліній.

Кабельні лінії закопані під землею, що робить їх мало чутливими до природних умов, таких як вітер або лід. Крім того, оскільки жодних дротів не видно над землею, вони підвищують естетичність міського середовища та будівель. Проте, встановлення кабелей вимагає більших капітальних витрат та є складнішим для обслуговування та ремонту. Повітряні лінії мають протилежні переваги та недоліки. Тому, за винятком особливих вимог, повітряні лінії зазвичай використовуються для низьковольтного розподілу.

Низьковольтні повітряні лінії зазвичай використовують дерев'яні або бетонні стовпи, з ізоляторами (фарфорові бутели) для фіксації провідників на поперечинах, монтуємох на стовпах. Відстань між двома стовпами становить приблизно 30–40 метрів на території заводу та може досягати 40–50 метрів на відкритих просторах. Відстань між провідниками зазвичай становить 40–60 сантиметрів. Маршрути ліній повинні бути якомога коротшими та прямыми, але одночасно допускати легке встановлення та обслуговування.

1.1 Живлення на будівничому майданчику

Електричні навантаження на будівничому майданчику відрізняються від тих, що є на звичайних промислових підприємствах. Розмір та характер навантажень змінюються залежно від прогресу проекту — наприклад, на початкових етапах будівництва в основному використовуються транспортні та погрузочно-розвантажувальні машини, тоді як на пізніших етапах можуть використовуватися сварочні машини тощо. Тому загальне питання електроенергії на майданчику повинно визначатися на основі максимальної розрахункової навантаженості пікового етапу будівництва.

Живлення на будівничому майданчику є тимчасовим. Усі електричні пристрої повинні дозволяти швидке встановлення та демонтаж. На місцеві підстанції бажано встановлювати на стовпах на вулиці. Стеблеві повітряні лінії зазвичай використовуються для проводки. При встановленні ліній слід дбати про те, щоб не заважати руху та забезпечувати легкість встановлення та демонтажу. Для підземних проектів або будівництва тунелів, де простір обмежений, висота повітряних ліній не може відповідати стандартним вимогам до рівня землі.

У таких випадках, освітлювальні контури повинні використовувати надійну додатково низьку напругу (SELV) нижче 36 В, тоді як лінії живлення 380/220 В для двигунних навантажень повинні використовувати гнучкі трифазні чотириядерні кабелі з хорошою ізоляцією та відповідною вологостійкістю. Кабелі повинні прокладатися відповідно до прогресу будівництва та відключатися та демонтажуватися, коли вони не використовуються, для забезпечення безпеки.

1.2 Мінімальна відстань між провідниками та землею

Лінії розподілу не повинні перетинати дахи, виготовлені з горючих матеріалів, а також, як правило, не повинні перетинати будівлі з вогнестійкими дахами; якщо це неминуче, необхідна координація з відповідними органами. Вертикальна відстань між провідниками та будівлями, при максимальному провісу, повинна бути не менше 3 метрів для ліній 1–10 кВ, та не менше 2,5 метрів для ліній нижче 1 кВ.

При перетині ліній розподілу з комунікаційними (низьковольтними) лініями, електромережі повинні бути встановлені вище комунікаційних ліній. Вертикальна відстань при максимальному провісу повинна бути не менше 2 метрів для ліній 1–10 кВ, та не менше 1 метра для ліній нижче 1 кВ.

2.Розподільні щити на будівничому майданчику

Розподільні щити на будівничому майданчику можна поділити на головні розподільні щити, фіксовані підроздільні щити та мобільні підроздільні щити.

2.2 Головний розподільний щит

Якщо використовується окремий трансформатор, як трансформатор, так і наступний головний розподільний щит встановлюються енергетичною компанією. Головний розподільний щит містить головний низьковольтний автоматичний вимикач, активні та реактивні електроенергетичні лічильники, вольтметр, амперметр, переключач напруги та індикаторні лампи. Усі гілки на будівничому майданчику підключаються до підроздільних щитів, розташованих після головного щита.

Якщо використовується стовпова підстанція, як головний, так і підроздільні щити встановлюються на стовпі, з нижньою частиною корпуса принаймні на висоті 1,3 метра над землею. Для більших трансформаторів, встановлених на наземних платформах, можуть використовуватися закриті комутаційні шафи. Підроздільні щити зазвичай використовують автоматичні вимикачі серії DZ.

Основний вимикач вибирається залежно від номінального струму трансформатора, а для розгалужених ліній використовуються вимикачі меншої ємності, які підібрані відповідно до максимально допустимого струму кожного контуру. Для контурів з малим струмом слід використовувати пристрої залишкового струму (RCD) (максимальна ємність RCD: 200 А). Кількість вимикачів розгалужених ліній повинна перевищувати проектовану кількість гілок на одну-дві, щоб мати запасні контури. Прилади контролю, такі як амперметри та вольтметри, не встановлюються у розподільних щитах будівельних площ.

Якщо використовується існуючий трансформатор (не спеціально призначений для даної ділянки), основні та вторинні функції розподілу об'єднуються в одному корпусі, з додатковими активними та реактивними енергомерами. Від головного розподільного щита і надалі система використовує конфігурацію TN-S трифазного п'ятидротового з'єднання, і металевий корпус розподільного щита має бути підключений до провідника захисного заземлення (PE).

2.3 Фіксований вторинний розподільний щит

На будівельних площах прокладка кабелів здебільшого виконується методом безпосереднього закопування, а система живлення зазвичай має радіальну конфігурацію. Кожен фіксований вторинний розподільний щит є кінцевою точкою своєї розгалуженої лінії, тому він зазвичай розташовується поруч з електрообладнанням, яке він живить.

Корпус фіксованого вторинного розподільного щита виготовлений з тонкої сталевої пластини, з водоотривним верхом. Нижня частина коробки встановлюється на висоті більше 0,6 метра від землі, підтримується кутовими сталевими ніжками. Коробка має дверцята з обох боків. Усередині коробки використовується ізоляційна панель як основа для монтажу електричних компонентів. Коробка оснащена головним вимикачем на 200–250 А — чотирьохполюсним RCD, розміром відповідно до максимально допустимого струму всього підключенного обладнання.

З огляду на універсальність, конструкція повинна передбачати можливість використання типового обладнання на ділянках, такого як баштові кранівники або сварочні машини. За головним вимикачем встановлюються декілька розгалужених вимикачів (також чотирьохполюсні RCD), з ємностями, поєднаними відповідно до типових характеристик приладів — наприклад, 200 А головний RCD з чотирма гілками: дві на 60 А та дві на 40 А. Під кожним розгалуженим RCD встановлюються керамічні державки п’єзокерамічних предохранителів, щоб забезпечити видиму точку відключення та служити як кінцеві точки обладнання. Верхні контакти предохранителів підключаються до нижніх контактів RCD, а нижні контакти залишаються відкритими для підключення обладнання. Якщо потрібно, усередині коробки також встановлюються однофазні вимикачі для живлення однофазного обладнання.

Як кінцева точка розгалуженої лінії, кожен фіксований вторинний розподільний щит повинен мати повторне заземлення, щоб підвищити надійність з'єднання захисного заземлення.

Після входу провідників до коробки, нейтральний (робочий нуль) провідник підключається до клеммника. Фазні провідники прямо підключаються до верхніх контактів RCD. Провідник захисного заземлення (PE) затискатиметься на болті заземлення на корпусі і підключиться до повторного заземлювального електрода. Всі нижче розташовані PE-провідники від цього розподільного щита підключаються до того ж болту.

2.4 Мобільний вторинний розподільний щит

Мобільний вторинний розподільний щит має таку саму внутрішню конфігурацію, як і фіксований тип. Він підключається через гнучкий кабель з гумовою оплескою до фіксованого вторинного розподільного щита і переміщується якомога ближче до обладнання, яке він живить — наприклад, з нижнього поверху на вищий поверх будівлі. У коробці також використовуються RCD, але з меншою ємністю, ніж у фіксованих коробках. Додаються однофазні вимикачі та розетки, щоб забезпечити однофазне живлення для однофазного обладнання. Металевий корпус повинен бути підключений до провідника захисного заземлення.