ШКАФ ЗАЗЕМЛЕНИЯ НЕЙТРАЛИ

Полезная модель относится к электротехнике, к комплектным устройствам специального назначения для заземления нейтрали в электросетях собственных нужд 6-10 кВ, а также на электроподстанциях напряжением 6-10 кВ энергосистем, промышленных предприятий.
Важными условиями эксплуатации шкафов заземления нейтрали (ШЗН), которые должны учитываться при их проектировании и изготовлении, являются удобство и эффективность их обслуживания в сочетании с надежностью, компактностью, сравнительной простой конструкции и невысокой стоимостью. Удобство и эффективность облуживания в большой степени зависят от габаритных размеров и компоновки отсеков шкафа между собой, расположения в них оборудования.
Известен ШЗН (RU №24893, Н02B 11/00, дата публикации 27.08.2002 г.), взятый за прототип, предоставляющий собой металлическую сборно-сварную конструкцию, на которой установлена дверь и размещен релейный шкаф. В высоковольтном отсеке установлен трансформатор для заземления нейтрали, блок резисторов, трансформатор тока и нелинейный ограничитель перенапряжения. Для облегчения выкатки и вкатывания трансформатор для заземления нейтрали смонтирован на раме с колесами - выкатном элементе.
Недостатками известного технического решения являются:
- сравнительно большие габаритные размеры и материалоемкость, обусловленные увеличением глубины металлического корпуса в связи с продольной установкой трансформатора для заземления нейтрали;
- расположение кабельного ввода затрудняет доступ к нему;
- отсутствие внутреннего контура заземления;
- отсутствие визуализации состояния оборудования в шкафу;
- недостаточное удобство обслуживания оборудования, закрепленного на съемной перегородке, связанное с необходимостью ее демонтажа и последующего монтажа;
- недостаточное удобство обслуживания оборудования, закрепленного на задней стенке корпуса, связанное со сложностью доступа к нему из-за сравнительно большой глубины корпуса.
В основу полезной модели поставлена задача повышения эффективности обслуживания шкафа при эксплуатации.
Поставленная задача решается тем, что в шкаф заземления нейтрали (ШЗН), состоящий из металлического каркаса на котором установлена дверь и размещены релейный отсек, высоковольтный отсек, содержащий трансформатор для заземления нейтрали на выкатном элементе, соединенный с блоком резисторов, с измерительным трансформатором тока и нелинейным ограничителем перенапряжения, введены смотровые окна на фасадной двери и задней стенке каркаса, внутренний контур заземления, выведенный для подключения к внешнему контуру с обеих сторон ШЗН и к которому подключен блок резисторов через измерительный трансформатор тока, причем трансформатор для заземления нейтрали на выкатном элементе, расположен фронтально, а релейный отсек, изолирован от высоковольтного отсека перегородками и кабельный ввод выполнен в задней части шкафа. Каркас представляет собой клепано-болтовую конструкцию из листовой стали толщиной не менее 2 мм с алюмоцинковым покрытием.
Выполнение ШЗН предлагаемой конструкции позволяет уменьшить габаритные размеры ШЗН за счет иной компоновки и конструктивного исполнения его отсеков, в частности, расположения трансформатора для заземления нейтрали на выкатном элементе фронтально с возможностью получения свободного доступа к трансформатору и упрощения монтажа высоковольтных кабелей. Так же выполнение кабельного ввода в задней части шкафа, введение внутреннего контура заземления, смотровых окон на фасадной двери и задней стенке каркаса и изолирования релейного отсека от высоковольтного отсека перегородками обеспечивают повышение эффективности обслуживания шкафа при эксплуатации.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется представленными чертежами, где на фиг. 1 - вид спереди; на фиг. 2 - вид сзади, на фиг. 3 - вид сбоку.
ШЗН представляет собой каркас 1 клепано-болтовой конструкции из листовой стали, на котором установлена дверь 2 со смотровыми окнами 3 и в передней верхней части размещен релейный отсек 4. Металлический каркас выполнен из листовой стали толщиной не менее 2 мм с алюмоцинковым покрытием, что позволяет обеспечить надежное закрепление в нем всех элементов конструкции. На задней стенке каркаса выполнено смотровое окно 5. В высоковольтном отсеке 6 установлен трансформатор 7 для заземления нейтрали, блок резисторов 8 с эквивалентным сопротивлением 100 Ом (для сети 6 кВ), измерительный трансформатор тока 9 и нелинейный ограничитель перенапряжения 10. Для облегчения выкатки и вкатывания трансформатор для заземления нейтрали смонтирован на выкатном элементе И и установлен фронтально, выводы токоведущих частей трансформатора расположены от фасада шкафа. Релейный отсек, изолирован от высоковольтного отсека перегородками 12.
Внутренний контур заземления 13 выполнен из медной шины сечением более 25 кв. мм и выведен для подключения к внешнему контуру заземления с обеих сторон ШЗН. Все заземляемые элементы шкафа подключаются к внутреннему контуру, что обеспечивает гарантированное заземление.
Кабельный ввод 14 выполнен в задней части шкафа, изоляция высоковольтных токоведущих частей обеспечивается за счет воздушных зазоров, без применения дополнительных изоляционных перегородок. Доступ для подключения и периодического контроль высоковольтного кабеля осуществляется при вскрытии панели с тыльной части ШЗН, что позволяет обслуживать оборудование без демонтажа вспомогательных деталей и узлов.
Частичное заземление нейтрали осуществляется подключением к сборным шинам, каждой секции КРУ только в одной точке дополнительного заземляющего трансформатора мощностью 63 кВА, обмотка высокого напряжения (ВН) которого соединена в «звезду» с выведенной нейтралью. В электрическую цепь нейтрали включается измерительный трансформатор тока, нейтраль заземляется через блок резисторов. Обмотка низкого напряжения (НН) соединена в «треугольник» и в схеме ШЗН не участвует, к выводам В H трансформатора подключается ограничители перенапряжений (ΟΠΗ). На всех присоединениях секции КРУ, от которых питается ШЗН, устанавливается релейная защита нулевой последовательности, работающая при однофазном замыкании на землю от трансформаторов тока, с действием на отключение этих присоединений без выдержки времени. В нормальном рабочем режиме выключатель секция КРУ постоянно включен. В качестве основной защиты дополнительного трансформатора в шкафу выключателя устанавливается токовая отсечка.
Шкаф ШЗН предусматривает как кабельный ввод питания при отдельном расположении шкафа, так и шинный ввод питания при установке по торцам в общую секцию с КРУ. По способу обслуживания является четырехсторонним при отдельном расположении шкафа или трехсторонним при установке в общую секцию с КРУ.
Таким образом, применение шкафов ШЗН повышает эффективность обслуживания шкафа за счет того, что полностью ограничивает несанкционированный доступ к токоведущим частям, обеспечивает визуальный контроль за счет смотровых окон выполненных в передней и задней части шкафа, низковольтный отсек встроен в шкаф и отделен перегородками от высоковольтного отсека, высоковольтный отсек имеет иное расположение элементов, которое является более удобным для монтажа и наладки, внутренний контур заземления, выведен для подключения к внешнему контуру с обеих сторон.
На предприятии разработана техническая документация для производства заявляемых шкафов.