Основные типы и назначение низковольтного оборудования

Содержание:

  1. Классификация низковольтного оборудования
  2. Защитное оборудование
  3. Коммутационное оборудование
  4. Управляющее оборудование
  5. Контрольно-измерительное оборудование
  6. Щитовое оборудование
  7. Заключение

Низковольтное оборудование играет ключевую роль в системах электроснабжения, обеспечивая управление, защиту и распределение электрической энергии в цепях с напряжением до 1000 В. Это оборудование широко используется в различных сферах — от промышленных предприятий и строительных объектов до бытовых электроустановок. Без надежной работы низковольтных устройств невозможно обеспечить безопасность и стабильность электрических систем, а также защиту от аварийных ситуаций, таких как короткие замыкания или перегрузки.

Классификация низковольтного оборудования

Классификация низковольтного оборудования основывается на его функциональном назначении, области применения и технических характеристиках. Основные категории низковольтного оборудования включают:

  1. Защитное оборудование
    Предназначено для защиты электрических цепей и оборудования от аварийных ситуаций, таких как короткие замыкания, перегрузки или утечки тока. В эту категорию входят:
    • Автоматические выключатели – устройства для защиты цепей от перегрузок и коротких замыканий.
    • Устройства защитного отключения (УЗО) – защита от утечек тока, предотвращение поражения электрическим током.
    • Плавкие предохранители – устройства для одноразовой защиты цепей при аварийных режимах.
  2. Коммутационное оборудование
    Используется для включения, выключения и переключения электрических цепей. К этому типу относятся:
    • Выключатели и переключатели – для управления подачей электроэнергии.
    • Контакторы – используются в автоматизированных системах для частого включения и выключения цепей.
    • Разъединители и рубильники – для полного отключения электрической цепи, часто применяются для обеспечения безопасного обслуживания.
  3. Управляющее оборудование
    Данный тип оборудования предназначен для управления работой электрических установок, в том числе автоматизированных систем:
    • Реле – устройства для автоматического управления цепями при изменении электрических параметров (временные, токовые, тепловые реле).
    • Регуляторы напряжения – поддерживают стабильное напряжение в цепи.
  4. Контрольно-измерительное оборудование
    Обеспечивает мониторинг параметров электрической сети и оборудования:
    • Амперметры, вольтметры, мультиметры – для измерения силы тока, напряжения и других параметров.
    • Анализаторы качества электроэнергии – для анализа состояния сети и выявления возможных отклонений.
  5. Щитовое оборудование
    Используется для распределения и управления электроэнергией на объектах:
    • Распределительные щиты – включают в себя автоматы, УЗО и другие компоненты для распределения и защиты электроэнергии на объекте.
    • Вводно-распределительные устройства (ВРУ) – основной пункт подачи электроэнергии и распределения ее на участке.

Таким образом, низковольтное оборудование разделяется на несколько категорий в зависимости от выполняемых функций, каждая из которых играет важную роль в обеспечении стабильной и безопасной работы электрических систем.

Защитное оборудование

Защитное оборудование — это ключевой элемент любой электрической системы, предназначенный для предотвращения аварийных ситуаций, защиты электрических цепей, оборудования и людей от поражения электрическим током. Оно автоматически срабатывает в случае возникновения нештатных условий, таких как перегрузки, короткие замыкания, утечки тока, и тем самым предотвращает возможные повреждения и аварии. Рассмотрим основные виды защитного оборудования:

  1. Автоматические выключатели
    Автоматические выключатели предназначены для защиты электрических цепей от перегрузок и коротких замыканий. При превышении допустимой силы тока выключатель разрывает цепь, предотвращая повреждение оборудования и кабелей. Существует несколько типов автоматических выключателей:
    • Тепловые автоматические выключатели — реагируют на повышение температуры вследствие перегрузки.
    • Магнитные автоматические выключатели — срабатывают при коротких замыканиях.
    • Дифференциальные автоматы — совмещают функции автоматического выключателя и УЗО, обеспечивая как защиту от перегрузок, так и от утечек тока.
  2. Устройства защитного отключения (УЗО)
    УЗО предназначены для защиты людей от поражения электрическим током при утечке тока на землю. Они срабатывают в случае, если ток уходит из цепи через поврежденную изоляцию или при контакте человека с токопроводящей частью. УЗО моментально отключают питание, предотвращая опасные для жизни ситуации. Они часто используются в жилых домах и на объектах с повышенными требованиями к безопасности, таких как ванные комнаты, кухни и наружные установки.
  3. Плавкие предохранители
    Плавкие предохранители используются для защиты от коротких замыканий. При превышении определенного уровня тока плавкая вставка внутри предохранителя расплавляется, разрывая цепь. В отличие от автоматических выключателей, предохранители предназначены для одноразового использования и требуют замены после срабатывания. Они применяются в системах с высокими токами и используются для защиты оборудования и кабелей от перегрузок.
  4. Реле перегрузки и тепловые реле
    Эти устройства реагируют на перегрузки в цепи, возникающие при повышении силы тока выше допустимого уровня. Тепловые реле срабатывают при длительном превышении тока, вызывая отключение цепи и тем самым предотвращая перегрев оборудования. Тепловые реле часто используются в электродвигателях для защиты от перегрузки.
  5. Молниезащитные устройства и разрядники
    Молниезащитные устройства предназначены для защиты оборудования от воздействия грозовых разрядов и перенапряжений в сети. Разрядники и варисторы обеспечивают безопасное отведение высоковольтных импульсов на землю, защищая оборудование от повреждений.

Эффективное использование защитного оборудования позволяет минимизировать риски, связанные с работой электрических систем, и обеспечивает высокий уровень безопасности как для оборудования, так и для людей.

Коммутационное оборудование

Коммутационное оборудование предназначено для включения, отключения и переключения электрических цепей, обеспечивая управление подачей электроэнергии в различных системах. Это оборудование используется для оперативного управления нагрузками, отключения линий при авариях, а также для управления электродвигателями и другими устройствами. Рассмотрим основные типы коммутационного оборудования:

  1. Выключатели
    Выключатели — это устройства, предназначенные для ручного или автоматического разрыва электрической цепи. Они широко используются как в быту, так и в промышленных установках для управления освещением, электроприборами и другими потребителями. Выключатели могут быть:
    • Однополюсные — для управления одной цепью.
    • Многополюсные — для управления несколькими цепями одновременно. В зависимости от назначения выключатели могут быть различных типов: поворотные, клавишные, кнопочные.
  2. Контакторы
    Контакторы — это коммутационные устройства, которые управляют включением и отключением мощных нагрузок, таких как электродвигатели, осветительные установки и отопительное оборудование. Они срабатывают автоматически при подаче управляющего сигнала. Контакторы применяются в системах автоматизации, где необходимо частое включение и отключение нагрузки без участия оператора. Главные характеристики контакторов:
    • Высокая коммутационная способность.
    • Надежность работы при частых включениях/отключениях. Контакторы часто используются в системах управления двигателями, насосами и компрессорами.
  3. Пускатели
    Пускатели — это устройства для запуска и остановки электродвигателей, которые могут включать в себя контактор и тепловое реле. Существует два типа пускателей:
    • Магнитные пускатели — обеспечивают дистанционное включение и отключение двигателей, часто оснащены функцией тепловой защиты для предотвращения перегрева двигателя.
    • Автоматические пускатели — совмещают в себе функции защиты и управления, используются для автоматизации производственных процессов.
  4. Разъединители
    Разъединители — это коммутационные устройства, предназначенные для полного отключения электрической цепи при отсутствии нагрузки. Они используются для безопасного отключения частей сети для проведения ремонта или обслуживания оборудования. Разъединители отличаются тем, что они не предназначены для коммутации под нагрузкой, поэтому перед их использованием нагрузка должна быть отключена. Они бывают:
    • Воздушные — для наружных установок.
    • Масляные — используются в условиях, требующих повышенной изоляции.
  5. Рубильники
    Рубильники — это простейшие коммутационные устройства для разрыва цепей, которые также используются для полного отключения нагрузки. В отличие от разъединителей, рубильники могут работать с небольшими нагрузками. Они могут быть:
    • Ножевые рубильники — наиболее распространенный тип, который применяется в электросетях с невысокой мощностью.
    • Реверсивные рубильники — позволяют переключать цепи между двумя источниками питания.
  6. Переключатели
    Переключатели предназначены для изменения направления тока в цепи или для переключения между различными источниками питания. Они могут быть как ручного, так и автоматического действия. Примером автоматического переключателя является АВР (автоматический ввод резерва), который автоматически переключает систему на резервный источник питания при отключении основного.
  7. Тиристорные ключи и симисторы
    Это полупроводниковые устройства, используемые в системах, где требуется бесконтактное коммутационное управление. Тиристоры и симисторы применяются в управлении электродвигателями, отопительными системами, осветительными приборами и системах автоматизации, где требуется высокая скорость срабатывания и надежность.

Коммутационное оборудование играет важную роль в обеспечении надежной работы электрических сетей и систем управления. Оно позволяет безопасно и эффективно управлять подачей электроэнергии к различным потребителям, обеспечивая их защиту и бесперебойную работу.

Управляющее оборудование

Управляющее оборудование — это категория низковольтных устройств, предназначенных для управления, контроля и регулирования работы электрических систем и оборудования. Это оборудование выполняет важную функцию в автоматизации процессов, обеспечивая надежную и безопасную работу электросетей, двигателей и других электрических устройств. Рассмотрим основные типы управляющего оборудования:

  1. Реле — это электромеханические или электронные устройства, которые автоматически включают или отключают электрические цепи в зависимости от заданных условий. Существует несколько типов реле, в зависимости от их назначения:
    • Токовые реле — реагируют на изменение силы тока в цепи, срабатывая при его превышении или снижении.
    • Временные реле — срабатывают через определенный промежуток времени, что позволяет создавать задержку в активации или отключении оборудования.
    • Тепловые реле — защищают оборудование от перегрева, отключая его при повышении температуры.
    • Реле напряжения — контролируют уровень напряжения в сети и отключают оборудование при его отклонении от нормы.
  2. Регуляторы напряжения
    Регуляторы напряжения предназначены для поддержания стабильного уровня напряжения в электрических цепях. Они используются для защиты оборудования от перепадов напряжения, которые могут привести к его повреждению или неправильной работе. Регуляторы напряжения применяются в бытовых, промышленных и коммерческих электроустановках, где требуется стабильное питание для чувствительных приборов.
  3. Программируемые логические контроллеры (ПЛК)
    ПЛК — это цифровые устройства, которые используются для управления сложными автоматизированными системами. Они программируются для выполнения различных логических операций, таких как включение и отключение оборудования, управление электродвигателями, насосами, освещением и другими процессами. ПЛК широко применяются в промышленных и производственных системах автоматизации.
  4. Тиристоры и симисторы
    Это полупроводниковые устройства, используемые в цепях с переменным и постоянным током для управления мощностью. Тиристоры и симисторы находят применение в схемах регулирования скорости электродвигателей, управления нагревателями, освещением и другими нагрузками. Они обеспечивают плавное управление процессами, позволяя регулировать ток и напряжение.
  5. Преобразователи частоты
    Преобразователи частоты используются для управления скоростью вращения электродвигателей, что особенно важно в системах, где требуется изменяющаяся скорость работы. Эти устройства преобразуют переменное напряжение с одной частотой в переменное напряжение с другой частотой, что позволяет эффективно управлять двигателями и экономить электроэнергию.
  6. Автоматические системы управления освещением
    Это устройства, которые автоматически включают и выключают освещение в зависимости от условий окружающей среды, времени суток или присутствия людей. Такие системы применяются как в быту, так и на промышленных объектах, улучшая энергоэффективность и безопасность.
  7. Плавные пускатели
    Плавные пускатели предназначены для постепенного увеличения напряжения на двигателе при его запуске, что уменьшает пусковые токи и снижает механические нагрузки. Это особенно важно для защиты оборудования и продления срока его службы. Плавные пускатели часто используются в системах с крупными электродвигателями, такими как насосы, компрессоры и вентиляционные установки.
  8. Термостаты и терморегуляторы
    Эти устройства применяются для поддержания заданной температуры в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Термостаты обеспечивают включение и отключение нагревательных или охлаждающих устройств в зависимости от температуры окружающей среды.
  9. Контроллеры двигателей
    Эти устройства используются для управления электродвигателями, позволяя изменять их режимы работы, такие как скорость вращения, направление или сила тока. Контроллеры двигателей могут быть как простыми, так и сложными, с функциями автоматического регулирования, защиты и мониторинга.

Управляющее оборудование является неотъемлемой частью электрических систем, обеспечивая автоматизацию процессов и контроль работы различных устройств. Его правильное применение позволяет повысить эффективность работы оборудования, снизить эксплуатационные затраты и улучшить безопасность электросетей.

Контрольно-измерительное оборудование

Контрольно-измерительное оборудование — это устройства, предназначенные для мониторинга и диагностики параметров электрических сетей и оборудования. Оно играет ключевую роль в обеспечении стабильной и безопасной работы электрических систем, позволяя выявлять отклонения от нормы и проводить измерения различных параметров, таких как сила тока, напряжение, сопротивление и частота. Рассмотрим основные виды контрольно-измерительного оборудования:

  1. Амперметры
    Амперметры используются для измерения силы тока в электрических цепях. Они могут быть как аналоговыми, так и цифровыми, в зависимости от требований и условий эксплуатации. Амперметры находят широкое применение как в промышленности, так и в бытовых системах, где важно контролировать нагрузку на цепи.
  2. Вольтметры
    Вольтметры предназначены для измерения напряжения в электрической цепи. Они позволяют отслеживать колебания напряжения и помогают определить, соответствует ли оно номинальным параметрам. Цифровые вольтметры обеспечивают точные и быстрые измерения, что делает их незаменимыми в системах мониторинга и диагностики.
  3. Мультиметры
    Мультиметры — это универсальные приборы, которые совмещают в себе функции амперметра, вольтметра и омметра (для измерения сопротивления). Они позволяют измерять сразу несколько параметров электрической цепи, что делает их крайне удобными для инженеров и электриков. Мультиметры бывают ручными и стационарными, в зависимости от области применения.
  4. Осциллографы
    Осциллографы используются для анализа сигналов в электрических цепях. Они отображают форму волны сигнала, что позволяет анализировать его характеристики, такие как амплитуда, частота и фаза. Осциллографы применяются в сложных системах для детального анализа работы оборудования и обнаружения неисправностей.
  5. Анализаторы качества электроэнергии
    Эти устройства используются для измерения и анализа различных параметров электрической энергии, таких как гармоники, коэффициент мощности, асимметрия фаз и перенапряжения. Анализаторы качества электроэнергии помогают выявить проблемы с питанием и предложить решения для их устранения, что особенно важно в промышленных установках, где стабильность электроснабжения критически важна.
  6. Токовые клещи
    Токовые клещи — это портативные устройства для измерения силы тока без разрыва цепи. Они обхватывают провод, измеряя магнитное поле, создаваемое протекающим током, что позволяет проводить быстрые и безопасные измерения. Токовые клещи широко применяются при диагностике электросетей, особенно там, где отключение цепи нежелательно или затруднительно.
  7. Мегомметры (измерители сопротивления изоляции)
    Мегомметры используются для измерения сопротивления изоляции электрических цепей и оборудования. Этот параметр важен для оценки состояния изоляции и обеспечения безопасности эксплуатации оборудования. Высокое сопротивление изоляции свидетельствует о ее хорошем состоянии, а низкое — о возможных проблемах или повреждениях.
  8. Частотомеры
    Частотомеры предназначены для измерения частоты переменного тока. Это особенно важно в промышленных системах, где стабильная частота (обычно 50 или 60 Гц) необходима для корректной работы оборудования. Отклонения частоты могут привести к сбоям в работе техники и нарушению производственных процессов.
  9. Тепловизоры
    Тепловизоры применяются для обнаружения перегрева электрических компонентов, который может свидетельствовать о неисправностях или перегрузках. Эти устройства позволяют визуализировать распределение температуры на поверхности оборудования, выявляя потенциальные проблемы на ранних стадиях и предотвращая аварии.
  10. Логгеры данных
    Логгеры данных — это устройства, которые записывают различные параметры электрических систем в течение длительного времени. Они позволяют отслеживать изменения напряжения, тока, частоты и других параметров для анализа работы системы и выявления трендов или аномалий.

Контрольно-измерительное оборудование играет важную роль в обеспечении надежности и безопасности электрических систем. Его использование позволяет своевременно выявлять проблемы, проводить профилактическую диагностику и поддерживать параметры сети на требуемом уровне, что существенно снижает риски аварий и отказов оборудования.

Щитовое оборудование

Щитовое оборудование — это комплекс устройств, установленных в электрических распределительных щитах, которые предназначены для управления, защиты, контроля и распределения электроэнергии в системах электроснабжения. Оно обеспечивает безопасную эксплуатацию электрических сетей и оборудования, а также позволяет контролировать состояние сети. Щиты могут быть как низковольтными, так и высоковольтными, в зависимости от уровня напряжения в системе. Рассмотрим основные элементы и функции щитового оборудования:

  1. Распределительные щиты

Распределительные щиты служат для приема, распределения и защиты электрической энергии в различных частях сети. Они могут включать в себя различные устройства защиты, измерения и управления. Распределительные щиты используются как в жилых зданиях, так и в промышленных предприятиях. Основные задачи распределительных щитов:

  • Обеспечение безопасного и равномерного распределения электроэнергии между потребителями.
  • Защита линий и оборудования от перегрузок и коротких замыканий.
  • Организация учета потребленной электроэнергии.
  1. Вводно-распределительные устройства (ВРУ)

ВРУ — это щиты, через которые электрическая энергия поступает в здание или промышленное предприятие. ВРУ оборудованы автоматическими выключателями, счетчиками электроэнергии и другими защитными устройствами, которые контролируют подачу электроэнергии и защищают сеть от нештатных ситуаций. В состав ВРУ обычно входят:

  • Вводной автоматический выключатель.
  • Приборы учета электроэнергии.
  • Автоматы для распределения энергии по различным группам нагрузки.
  1. Щиты автоматического ввода резерва (АВР)

Щиты АВР предназначены для автоматического переключения сети на резервный источник питания при аварийном отключении основного источника. Это особенно важно для объектов, где критично непрерывное электроснабжение, например, в больницах, серверных или на производственных линиях. Основные элементы АВР:

  • Переключатели для выбора между основным и резервным источником.
  • Контроллеры для автоматического управления процессом переключения.
  • Устройства защиты для предотвращения аварийных ситуаций.
  1. Щиты управления (ЩУ)

Щиты управления используются для управления работой электрических систем, таких как освещение, вентиляция, электродвигатели и другие устройства. Они могут быть оснащены кнопками, реле, таймерами, автоматами и другими элементами, обеспечивающими управление различными процессами. В промышленных системах щиты управления могут работать в составе систем автоматизации и контроля.

  1. Щиты учета электроэнергии

Эти щиты содержат устройства для измерения и учета потребленной электроэнергии. Счетчики могут быть однофазными и трехфазными, в зависимости от типа системы электроснабжения. Щиты учета важны как для бытовых, так и для коммерческих потребителей, обеспечивая точные данные для расчетов за электроэнергию.

  1. Щиты освещения

Щиты освещения используются для управления системой освещения в зданиях и на производственных объектах. Они включают автоматические выключатели и устройства защиты, которые распределяют электрическую энергию между осветительными приборами. Такие щиты позволяют централизованно управлять освещением на крупных объектах и обеспечивают защиту линий освещения от коротких замыканий и перегрузок.

  1. Щиты распределения низкого напряжения (ЩРН)

ЩРН обеспечивают распределение электрической энергии в низковольтных сетях. Они оснащены автоматическими выключателями, защитными устройствами и распределительными шинами для подключения потребителей. ЩРН могут быть как на промышленных предприятиях, так и в жилых комплексах.

  1. Автоматические выключатели и устройства защиты

Щитовое оборудование включает автоматические выключатели, дифференциальные автоматы, УЗО (устройства защитного отключения) и предохранители. Они обеспечивают защиту сети и оборудования от перегрузок, коротких замыканий и утечек тока. Автоматы также позволяют оперативно отключить или включить питание в отдельных частях сети.

  1. Контрольно-измерительные приборы

Щиты могут быть оснащены приборами для контроля состояния сети — амперметрами, вольтметрами, индикаторами фаз и анализаторами качества электроэнергии. Эти приборы позволяют следить за основными параметрами сети, обеспечивая своевременное обнаружение отклонений от нормы и предотвращение аварийных ситуаций.

  1. Клеммные колодки и шины

Клеммные колодки и шины используются для подключения проводников и распределения электроэнергии внутри щита. Они обеспечивают надежные и безопасные соединения, а также упрощают процесс монтажа и обслуживания щитового оборудования.

  1. Шкафы и корпуса для щитового оборудования

Для установки всех компонентов щитового оборудования используются металлические или пластиковые шкафы и корпуса, которые обеспечивают защиту оборудования от внешних воздействий (пыли, влаги, механических повреждений). Эти шкафы могут быть как для внутреннего, так и для наружного применения, с разными степенями защиты (например, IP54, IP65).

Щитовое оборудование является важнейшим элементом электрических систем, обеспечивая управление, защиту и распределение электроэнергии на объектах различного назначения. Надежность работы электрических сетей во многом зависит от правильного выбора и установки щитового оборудования, которое гарантирует безопасную эксплуатацию и эффективное использование электроэнергии.

Заключение

Низковольтное электрооборудование – это большой ассортимент аппаратуры и устройств, обеспечивающих безопасность линии электропередач от перепадов энергии и коротких замыканий.НКУ применяются на различных объектах для приема и обработки тока с напряжением 380 В.

На рынке электрического оборудования представлены различные виды устройств. Они различаются по своему назначению, функционалу и техническим характеристикам.

По способу размещения выделяют:

  • Стационарные – размещаются в проектируемой точке на длительное время;
  • Наружной установки – размещаются на открытой местности вне помещения;
  • Внутренней установки – располагаются внутри зданий и сооружений, бывают настенные, напольные и встраиваемые;
  • Временные – применяются по технической необходимости в отдельных случаях.

По техническим характеристикам и назначению НКУ делятся на следующие виды:

  • Автоматические выключатели – делятся на 4 разновидности:
  1. Воздушные – часто применяются в местностях с плохими погодными и климатическими условиями, поэтому особое внимание уделяется качеству комплектующих и сборки;
  2. Силовые – основной составляющей является расцепитель, при выборе стоит уделить внимание качеству конструктивных элементов;
  3. Модульные – могут иметь дополнительную комплектацию и несколько полюсов;
  4. Выключатели для защиты двигателя – отличаются высокой точностью, важно соблюдать предельный температурный режим работы.

 

  • Реле – управляют цепями электроснабжения, защищают сети от повышенных перегрузок. При выборе нужно учитывать показатели номинального тока, минимальное время для отключения и другие особенности;
  • Дифференциальные устройства – комплектующие, отвечающие за распределение электричества. Имеют отключающие элементы, реагирующие на короткие замыкания, перегрузки и перепады напряжения. Используются для обеспечения людей от случайного удара током. Одной из важных характеристик таких устройств является предельная величина номинального и отключающего тока;
  • Контакторы – устанавливаются на объектах жилого и промышленного назначения. Чаще всего применяют полупроводниковые с минимальным уровнем шума и электромагнитные с дополнительными фильтрами;
  • Трансформаторы – преобразуют электроэнергию, обеспечивают бесперебойное снабжение электричеством и снимают уровень напряжения. Бывают однофазные и трехфазные устройства, которые размещают в системы освещения, сигнализации и управления.