Электрические линии, расположенные на открытых территориях, вне зданий, выполняются воздушными и кабельными. Внутри зданий линии выполняются изолированными проводами и кабелями, прокладываемыми в туннелях и каналах, непосредственно на стенах и потолках, в стальных трубах.
Электрическая линия - система проводов или кабелей, предназначенная для передачи электроэнергии от источника к потребителю.
Электрические линии могут быть воздушными или кабельными.
Электрические линии прокладывают в защитных водогазовых трубах диаметром 20 мм.
Электрические линии по конструкции подразделяются на воздушны линии, кабельные линии, электропроводки и токопроводы.
Электрические линии, проложенные в закрытом помещении, называются внутренними, а проложенные по наружным стенам зданий, сооружений, между ними и под навесом, - наружными.
По способу выполнения электрические линии делятся на открытые, проложенные по поверхности стен, потолков и по фермам, и скрытые, проложенные в стенах, полах, перекрытиях или кабелем в земле.
Электрические проводки — это соединительные линии, применяемые для обеспечения электроконтактного соединения различных элементов и средств систем автоматизации (первичных и вторичных приборов и регуляторов, щитков питания с пускорегулирующей аппаратурой, электроприводами и сигнальной арматурой).
В качестве электрических проводок могут быть использованы электрические провода и кабели с медными, медно-алюминиевыми и алюминиевыми жилами. Однако для надежной и безаварийной работы систем автоматизации необходимо в следующих случаях применять провода и кабели с медными жилами: во взрывоопасных помещениях классов В-1 и В-1а, на электростанциях с генераторами мощностью 100 МВт. и выше, на подстанциях с напряжением 220 кВ и выше, для механизмов систем загрузки доменных печей, а также механизмов главной линии обжимных и непрерывных прокатных станов, для передвижных установок, где требуется применение гибких проводов, для устройств телемеханики при диаметре жил проводов и кабелей 0,5—1 мм в установках, подверженных вибрации.
В измерительных цепях контрольных и регулирующих приборов, принцип действия которых основан на преобразовании измеряемой величины в электрическое сопротивление чувствительного элемента датчика, при напряжении 4,5 В и ниже также следует применять провода и кабели с медными жилами (например, в цепях термометров сопротивления). Эта рекомендация обусловлена возможным увеличением (в случаях применения алюминиевых жил) переходного сопротивления в местах присоединения проводов и кабелей и на основании этого возрастанием погрешности измерения.
Под электрической проводкой в системах контроля и автоматики понимают совокупность проводов и кабелей с относящимися к ним различного вида креплениями, опорами, поддерживающими и защитными конструкциями.
В зависимости от условий работы электрические проводки разделяются на внутренние и наружные.
Внутренней называется электрическая проводка, проложенная внутри зданий, сооружений и помещений и защищенная от непосредственного атмосферного воздействия.
Наружной называется электрическая проводка, проложенная по наружным стенам зданий и сооружений, между ними, под навесами, а также на опорах с пролетами до 25 м вне улиц и дорог и подвергающаяся непосредственному атмосферному воздействию.
По способу выполнения электрические проводки разделяются:
на открытые, проложенные по поверхности стен и потолков, по фермам,
и скрытые, проложенные в конструктивных элементах зданий (стенах, полах, перекрытиях).
Открытая проводка может быть стационарной, передвижной и переносной.
По назначению электрические проводки делятся на пирометрические и электрические; по способу выполнения— на измерительные, командные и линии питания.
К измерительным проводкам относятся: пирометрические импульсные цепи, соединяющие первичные устройства (термометры, пирометры) со вторичными приборами (милливольтметрами и потенциометрами); проводки постоянного тока, соединяющие термометры сопротивления с логометрами или мостами; датчики газоанализаторов с вторичными приборами; проводки индукционной системы, работающие на переменном электрическом токе напряжением 127 В и соединяющие первичные устройства (расходомеры, тягонапоромеры, уровнемеры) с вторичными приборами; проводки переменного тока, соединяющие датчики и первичные устройства с вторичными приборами.
Командные проводки соединяют командные приборы и устройства с исполнительными механизмами и сигнальными устройствами.
Ввод питания может быть от воздушной линии, из трансформаторной и других устройств. Вводом от воздушной линии называется электрическая проводка, соединяющая наружную проводку с внутренней, считая от изоляторов, установленных на наружной стене (крыше) здания, до вводных устройств.
3. Классификация электрических аппаратов может быть проведена по ряду признаков: назначению (основной выполняемой функции), области применения, принципу действия, роду тока, исполнению защиты от воздействий окружающей среды, конструктивным особенностям и др. Основной является классификация по назначению, которая предусматривает разделение электрических аппаратов на следующие большие группы.
1. Коммутационные аппараты распределительных устройств, служащие для включения и отключения электрических цепей. К этой группе относятся рубильники, пакетные выключатели, выключатели нагрузки, выключатели высокого напряжения, разъединители, отделители, короткозамыкатели, автоматические выключатели, предохранители. Для аппаратов этой группы характерно относительно редкое их включение и отключение. Могут быть и случаи, когда такие аппараты довольно часто включаются и отключаются (например, выключатели высокого напряжения в цепях питания электрических печей).
2. Ограничивающие аппараты, предназначенные для ограничения токов короткого замыкания (реакторы) и перенапряжений (разрядники). Режимы короткого замыкания и перенапряжений являются аварийными, и эти аппараты редко подвергаются наибольшим нагрузкам.
3.Пускорегулирующие аппараты, предназначенные для пуска, регулирования частоты вращения, напряжения и тока электрических машин или каких-либо других потребителей электрической энергии. К этой группе относятся контроллеры, командоконтроллеры, контакторы, пускатели, резисторы и реостаты. Для аппаратов этой группы характерны частые включения и отключения, число которых достигает 3600 в час и более.
4. Аппараты для контроля заданных электрических или неэлектрических параметров. К этой группе относятся реле и датчики. Для реле характерно плавное изменение входной (контролируемой) величины, вызывающее скачкообразное изменение выходного сигнала. Выходной сигнал обычно воздействует на схему автоматики. В датчиках непрерывное изменение входной величины преобразуется в изменение какой-либо электрической величины, являющейся выходной. Это изменение выходной величины может быть как плавным (измерительные датчики), так и скачкообразным (реле-датчики). С помощью датчиков могут контролироваться как электрические, так и неэлектрические величины.
5. Аппараты для измерений. С помощью этих аппаратов цепи первичной коммутации (главного тока) изолируются от цепей измерительных и защитных приборов, а измеряемая величина приобретает стандартное значение, удобное для измерений. К ним относятся трансформаторы тока, напряжения, емкостные делители напряжения.
6. Электрические регуляторы. Предназначены для регулирования заданного параметра по определенному закону. В частности, такие аппараты служат для поддержания на неизменном уровне напряжения, тока, температуры, частоты вращения и других величин
Разделение аппаратов по областям применения более условно. Аппараты для электрических систем и электроснабжения объединяют в группу аппаратов распределительных устройств низкого и высокого напряжения. Аппараты, применяющиеся в схемах автоматического управления электроприводами и для автоматизации производственных процессов.
По номинальному напряжению электрические аппараты разделяются на две группы: аппараты низкого напряжения (с номинальным напряжением до 1000 В) и высокого напряжения (с номинальным напряжением более 1000 В).
Защитные оболочки электрических аппаратов. Для предотвращения соприкосновения обслуживающего персонала с токоведущими или подвижными частями и исключения попадания в аппараты инородных тел устанавливаются специальные защитные оболочки. Согласно ГОСТ 14254—80 защитные свойства оболочки обозначаются буквами IP и двумя цифрами. Первая цифра обозначает степень защиты от прикосновения персонала к опасным деталям аппарата, вторая характеризует защиту от попадания внутрь аппарата инородных предметов и жидкостей. Ниже приводятся защитные свойства некоторых исполнений по ГОСТ 14254—80.
IР00. Открытое исполнение. Защита персонала от соприкосновения с токоведущими или подвижными частями отсутствует. Инородные тела могут попадать внутрь аппарата.
IP20. Защищенное исполнение. Оболочка таких аппаратов предохраняет от случайного прикосновения к токоведущим или подвижным частям или от проникновения внутрь аппарата посторонних предметов. Оболочка должна препятствовать соприкосновению с деталями аппарата металлического щупа (диаметр 12, длина 80 мм), шарик диаметром 12 мм не должен проникать внутрь аппарата.
IP22. В дополнение к свойствам исполнения IP20 оболочка защищает от вредного воздействия капель жидкости, падающих на стенку оболочки, наклоненную к вертикали под углом в пределах 15°.
IP23. В дополнение к свойствам исполнения IP20 оболочка защищает от дождя, падающего под углом 60° к вертикали.
IP40. Оболочка защищает аппарат от попадания внутрь него мелких предметов диаметром более 1 мм.
IP42. В дополнение к свойствам исполнения IP40 оболочка защищает от воздействия капель жидкости (так же как IP22).
IP44. В дополнение к свойствам исполнения 1Р40 оболочка защищает от воздействия брызг жидкости, падающих под любым углом.
IP50. Оболочка аппарата защищает от вредного воздействия пыли (допускается попадание внутрь небольшого количества пыли, не нарушающего нормальной работы аппарата).
IP60. Пылезащищенное исполнение. Оболочка полностью препятствует попаданию пыли.
IP65. Пылеводозащищенное исполнение. В дополнение к свойствам исполнения IР60 оболочка защищает от воздействия струи воды, направленной под любым углом к ее поверхности.
IP66. Пылеводонепроницаемое исполнение. В дополнение к свойствам исполнения IP60 оболочка обеспечивает полную защиту от попадания воды внутрь аппарата при воздействии струи под любым углом к поверхности (морское исполнение).
IP67. Герметичное исполнение. В дополнение к свойствам исполнений IP60 оболочка обеспечивает полную герметичность аппарата.
Воздействия механических и климатических факторов на электрические аппараты в условиях эксплуатации регламентируются действующими стандартами (ГОСТ 15150—69 и 15543—70). Под климатическими факторами внешней среды понимаются температура и влажность окружающего аппарат воздуха, давление воздуха (высота над уровнем моря), солнечное излучение, дождь, ветер, пыль (в том числе и снежная), солевой туман, иней, гидростатическое давление воды, действие плесневых грибков, содержание в воздухе коррозионно-активных агентов. Нормальные значения климатических факторов внешней среды, принятые для использования в технике, соответствуют данной географической зоне с учетом места размещения аппарата. В технической документации на электрический аппарат всегда оговариваются значения климатических факторов, в пределах которых обеспечивается нормальная эксплуатация изделий. Эти значения принято называть номинальными. Различают также рабочие и предельные значения факторов. Значения климатических факторов, при которых обеспечивается сохранение номинальных параметров и гарантированный срок службы аппаратов, называются рабочими. Значения климатических факторов: а) при которых сохраняется работоспособность аппарата при допустимых отклонениях точности и номинальных параметров, б) после прекращения действия которых точность и номинальные параметры аппарата восстанавливаются, принято называть предельными рабочими.
С точки зрения воздействия климатических факторов поверхность земного шара делится на ряд макроклиматических районов. Каждый макроклиматический район характеризуется однородностью географических факторов и количественных показателей климатических факторов на своей территории.
В табл.1.1 приведены климатические исполнения электрических аппаратов, предназначенных для эксплуатации на суше, озерах и реках морского климата. В зависимости от места размещения в условиях эксплуатации электрические аппараты делятся на категории, указанные в табл. 1.2. Следует отметить, что на работу аппаратов оказывает влияние также атмосферное давление. От плотности атмосферного воздуха зависят прочность внешней электрической изоляции и охлаждение электрических аппаратов. Большинство электрических аппаратов изготовляют для работы на нормальной высоте 1000 м над уровнем моря, при которой аппараты работают с номинальными параметрами. Однако аппараты могут работать на высотах, превышающих нормальную. При этом в соответствующих стандартах или технических условиях указывается уменьшение номинальной нагрузки на каждые 100 или 1000 м высоты, превышающей нормальную. Аналогично учитывается уменьшение электрической прочности воздушных промежутков. Электрические аппараты для самолетов и других летательных аппаратов работают при пониженном давлении на высоте значительно выше 1000 м, которое регламентировано в пределах 70—1,3-10-4 кПа.
Климатическое исполнение и категория размещения указываются в конце сокращенного обозначения электрических аппаратов. Так, например, обозначение ВЭ-10-1250-20-УЗ означает выключатель электромагнитный на номинальное напряжение 10 кВ, номинальный ток 1250 А, номинальный ток отключения 20 кА, для умеренного климата (У), и для эксплуатации в закрытых помещениях (категория размещения 3). Предприятия, разрабатывающие и изготавливающие электрические аппараты, руководствуются стандартами, предусматривающими нормы механических испытаний (на удары, вибрацию, механические нагрузки на выводы аппарата), акустических испытаний, климатических испытаний (теплостойкость, холодостойкость, грибоустойчивость, водонепроницаемость, брызгозащищенность, солнечная радиация и др.).
Требования к электрическим аппаратам весьма разнообразны и зависят от назначения, условий эксплуатации, необходимой надежности и т. д. Однако можно сформулировать требования, которые являются общими для всех электрических аппаратов.
1. При номинальном режиме работы температура токоведущих элементов аппарата не должна превосходить значений, рекомендуемых соответствующим ГОСТ или другим нормативным документом.
При коротком замыкании (КЗ) токоведущие элементы аппарата подвергаются значительным термическим и динамическим нагрузкам, вызываемым большим током. Эти нагрузки не должны вызывать остаточных явлений, нарушающих работоспособность аппарата после устранения КЗ.
2. Аппараты, предназначенные для частого включения и отключения, должны иметь высокую износостойкость.
3. Контакты аппаратов, предназначенных для отключений токов КЗ, должны быть рассчитаны на этот режим.
4. Изоляция электрических аппаратов должна выдерживать перенапряжения, которые имеют место в эксплуатации, и обладать определенным запасом, учитывающим ухудшение свойств изоляции с течением времени и вследствие осаждения пыли, грязи и влаги.
5. К каждому аппарату предъявляется ряд специфических требований, обусловленных его назначением. Так, например, выключатель высокого напряжения должен отключать ток КЗ за малое время (0,04—0,06 с). Трансформатор тока должен давать токовую и угловую погрешности, не превышающие определенного значения.
6. В связи с широкой автоматизацией производственных процессов, применением сложных схем автоматики увеличивается число аппаратов, участвующих в работе. Возможность отказа в работе электрических аппаратов требует их резервирования и создания специальной системы поиска неисправностей. В связи с этим электрические аппараты должны обладать высокой надежностью. Выход из строя аппаратов высокого напряжения приводит к большим разрушениям и материальным потерям.
7.Масса, габаритные размеры, стоимость и время, необходимые для установки и обслуживания электрических аппаратов, должны быть минимальными. Отвечающие современным требованиям электрические аппараты за срок службы 25 лет не должны нуждаться в ремонте и сложной
ревизии. Конструкция электрических аппаратов должна обеспечивать возможность автоматизации в процессе их изготовления и эксплуатации.