ШКАФ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к шкафам релейной защиты (далее шкаф РЗА) и предназначена для осуществления бесперебойной и безаварийной работы электротехнического оборудования (выключателей, трансформаторов, реакторов и др.), обеспечивающего снабжение электроэнергией основного производства и уменьшения времени простоя оборудования при авариях.
Известен шкаф РЗА (см. Каталог продукции «АББ Силовые и Автоматизированные Системы», 2010 г.), принятый за прототип, выполненный в виде металлического корпуса с встроенной аппаратурой, содержащий каркас, панели: боковые, потолочную, монтажную и основания с кабельным вводом, в котором выполнено отверстие, дверь и заднюю стенку, направляющие шины, выполненные из прямоугольного профиля с отверстиями, систему заземления, цокольный элемент, причем монтажная панель закреплена элементами фиксации в верхней и нижней части каркаса.
Фиксация монтажной панели в прототипе, на которую крепится оборудование, выполнена недостаточно надежной и при транспортировании шкафа приводит к разбалансировке, а использование большого количества комплектующих, таких как, панели для ввода кабеля с гермовводами, адаптерных шин, дополнительных реек увеличивают трудоемкость и повышают стоимость шкафа. Применение несовершенной системы заземления не обеспечивает должной помехозащищенности цепей измерения, управления и регулирования. Учитывая вышесказанное, недостатками прототипа являются: повышенная трудоемкость и стоимость, недостаточная надежность и помехозащищенность конструкции.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в снижении трудоемкости и стоимости устройства, повышении надежности конструкции шкафа и помехозащищенности цепей измерения, управления и регулирования.
Указанный технический результат достигается тем, что в шкафу релейной защиты, выполненном в виде металлического корпуса с встроенной аппаратурой, содержащим каркас, панели: боковые, потолочную, монтажную и основания с кабельным вводом, в котором выполнено отверстие, дверь и заднюю стенку, направляющие шины, выполненные из прямоугольного профиля с отверстиями, систему заземления, цокольный элемент, причем монтажная панель закреплена элементами фиксации в верхней и нижней части каркаса направляющие шины закреплены на внутреннем монтажном уровне каркаса шкафа, при этом отверстия на одной из сторон направляющих шин расположены в n рядов, введены элементы фиксации для дополнительного крепления монтажной панели на соответствующих направляющих шинах, в систему заземления введен узел заземления резервных кабелей, панель основания выполнена из секций, а кабельный ввод расположен на одной из секций панели основания. Отверстия направляющих шин выполнены прямоугольной формы. Кабельный ввод содержит отверстие с установленной в нем уплотнительной прокладкой. Уплотнительная прокладка выполнена в виде мембранного и (или) щеточного буртика. Задняя стенка выполнена в виде двери. Двери шкафа выполнены, например, в виде прозрачных и (или) сплошных металлических пластин. Введенные элементы фиксации для дополнительного крепления монтажной панели выполнены в виде пластин с лапками, загнутыми в соответствующем направлении. Узел заземления резервных кабелей содержит, по меньшей мере, шины заземления, держатели шин заземления, опоры, ЭМС экранирующие зажимы.
Благодаря тому, что в заявляемом устройстве направляющие шины установлены на внутренний уровень шкафа и выполнены с отверстиями, расположенными в n рядов, появляется возможность для крепления на направляющих шинах дополнительного оборудования и комплектующих. Использование элементов фиксации для дополнительного крепления монтажной панели на соответствующих направляющих шинах определенной формы позволяет надежно закрепить монтажную панель, снижая возможные колебания при транспортировании шкафа. Использование секционной панели основания с кабельным вводом, содержащим отверстие с установленной в нем прокладкой, выполненной, например, в виде мембранного или щеточного буртика позволяет обеспечить плотное прилегание вводимых кабелей, исключая зазоры. Система заземления выполнена с узлом заземления резервных кабелей, в которой применяемые ЭМС зажимы имеют большую площадь контакта при низком переходном сопротивлении, что обеспечивает малое падение напряжения в точке подключения экранирующей оплетки кабеля.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется на представленных фигурах.
На фиг.1 показан общий вид шкафа РЗА, на фиг.2 - вид сбоку со снятой боковой панелью, на фиг.3 - вид сверху со снятой потолочной панелью (крышей), на фиг.4 - вид А (крепление монтажной панели к направляющей шине), на фиг.5 - вид Б (узел заземления резервного кабеля), на фиг.6 - показан узел заземления основных кабелей с системой зажимов. На фигурах приняты следующие обозначения:
1 - металлический корпус;
2 - каркас;
3 - цокольный элемент;
4, 5 - передняя и задняя стенки;
6, 7 - боковые панели корпуса;
8 - потолочная панель (крыша)
9 - панель основания;
10 - секция панели основания;
11 - вырез панели основания;
12 - прокладка;
13 - кабельный ввод;
14 - направляющие шины;
15 - отверстия в направляющих шинах;
16 - монтажная панель;
17, 18 - элементы фиксации;
19 - планка электромагнитной связи (ЭМС);
20, 27 - кабели;
21 - скоба;
22 - изоляция кабеля;
23 - экранирующая оплетка;
24, 25 - зажимы ЭМС;
26 - шины заземления;
28 - держатели шин заземления;
29 - опоры;
30 - кабельные зажимы.
Полезная модель содержит металлический корпус 1 с встроенной аппаратурой, содержащий сварной неразборный каркас 2, выполненный в виде профилей с перфорацией. Корпус шкафа 1 установлен на цокольный элемент 3, содержащий переднюю и заднюю стенки 4, 5, которые выполнены в виде дверей. Двери шкафа могут быть выполнены, например, в виде прозрачных и (или) сплошных металлических пластин. Шкаф РЗА содержит боковые панели корпуса 6, 7, потолочную панель 8, панель основания 9, выполненную секционной, причем в одной из секций 10 расположен кабельный ввод 13 с прямоугольным отверстием 11, в котором расположена уплотнительная прокладка 12 для вводимых кабелей 20, выполненная в виде мембранного и (или) щеточного буртика. Направляющие шины 14 в шкафу РЗА выполнены в виде прямоугольных профилей с расположенными на них отверстиями 15 прямоугольной формы, причем отверстия расположены в n рядов на одной из сторон каждой из направляющих шин 14. Направляющие шины 14 закреплены между боковыми панелями 6, 7 на внутренний монтажный уровень (с внутренней стороны каркаса 2) с помощью элементов фиксации 18, что позволяет расширить диапазон установки на направляющих шинах 14 любого дополнительного оборудования или комплектующих (направляющие шины используются в качестве монтажных профилей). В шкафу РЗА установлена монтажная панель 16, предназначенная для встраиваемого электрооборудования (аппаратура микропроцессорных устройств релейной защиты, электроавтоматики, противоаварийной автоматики и управления, а также устройств АСУ ТП) и закрепленная в верхней и нижней части каркаса шкафа 2. Монтажная панель 16 в зависимости от распределения на ней оборудования дополнительно крепится к соответствующим направляющим шинам 14. Крепление к направляющим шинам 14 осуществляется с помощью элементов фиксации 17, каждый из которых представляет собой плоскую металлическую пластину трапецеидальной формы с выполненным пазом и лапками, загнутыми в определенном направлении. На каждом элементе фиксации 17 для дополнительного крепления монтажной панели выполнены отверстия, с помощью которых можно расположить монтажную панель 16 по периметру или с выдвижением вперед с шагом, примерно, 25 мм. Элементы фиксации 17 накладываются на торцевые стороны монтажной панели 16 так, что их лапки захватывают торцы монтажной панели 16 с двух сторон. Элементы фиксации 17 в свою очередь закрепляются на соответствующей направляющей шине 14 через отверстия с помощью других элементов фиксации 18, выполненных, например, в виде винтов. Благодаря дополнительной фиксации монтажной панели 16 к соответствующим направляющим шинам 14, обеспечивается снижение возможных колебаний монтажной панели 16 при транспортировании шкафа, при этом не требуется дополнительной подгонки или применения уплотнительных прокладок, так как лапки элементов фиксации 17 обхватывая монтажную панель 16 по торцам, фиксируют ее в определенном положении.
В нижней части каркаса 2 с помощью скоб 21 закреплена планка электромагнитной связи (ЭМС) 19 для подключения заземления вводимых кабелей 20 и предназначенная для разгрузки от натяжения и ЭМС контактирования вводимых кабелей 20 с изоляцией 22 и экранирующей оплеткой 23. Планка электромагнитной связи (ЭМС) 19 выполнена в виде уголка, на полках которой расположены отверстия. Вводимые кабели 20 затягиваются кабельными 30 и ЭМС экранирующими 25 зажимами и фиксируются в отверстиях планки электромагнитной связи (ЭМС) 19. ЭМС экранирующие зажимы 25 обеспечивают электрический контакт и механическое соединение с монтажной панелью 16 и планкой электромагнитной связи (ЭМС) 19.
Эффективность экранирования в большей степени зависит от качества подключения экранирующей оплетки 23 к планке электромагнитной связи (ЭМС) 19. Так как в месте ввода кабеля в шкаф монтажное пространство ограничено, для облегчения заземления экранирующих оплеток 23 используются зажимы ЭМС 25. Зажимы для заземления экранирующей оплетки 23 и кабельные зажимы 30 можно установить после того, как будут подключены все кабели.
В полезной модели система заземления дополнительно содержит узел заземления резервных кабелей 27, образованный ЭМС экранирующими зажимами 24, шинами заземления 26, держателями шин заземления 28, которые устанавливаются на боковые профили каркаса 2 и закрепляются на направляющих шинах 14, с помощью держателей шин 28 и опор 29. Опоры 29 выполненные с металлическими вставками, обеспечивают контакт с монтажной панелью 16 или направляющими шинами 14 и могут быть установлены в любом месте шкафа РЗА.
Применяемые зажимы 24 имеют большую площадь контакта при низком переходном сопротивлении, что обеспечивает малое падение напряжения в точке подключения экранирующей оплетки кабеля 27.
Содержание в системе заземления узла заземления резервных кабелей позволяет обеспечить высокую помехозащищенность цепей измерения, управления и регулирования.
Таким образом, в заявляемой полезной модели благодаря использованию направляющих шин с отверстиями прямоугольной формы, расположенными на одних из их сторон в n рядов и закрепление направляющих шин на внутреннем монтажном уровне шкафа, позволяет устанавливать на них дополнительное оборудование без использования других комплектующих, например, реек или адаптерных шин. Дополнительная фиксация монтажной панели к направляющим шинам с помощью элементов фиксации выполненных определенной формы, позволяет снизить возможные колебания монтажной панели при транспортировании шкафа, без использования дополнительных средств. Использование секционной панели основания, в одной из секций которых кабельный ввод с отверстием в котором установлена уплотнительная прокладка в виде мембранного или щеточного буртика позволяет доступными и недорогими средствами обеспечить плотное прилегание вводимых кабелей. Система заземления выполнена с узлом заземления резервных кабелей в которой применяемые ЭМС зажимы имеют большую площадь контакта при низком переходном сопротивлении, что обеспечивает малое падение напряжения в точке подключения экранирующей оплетки кабеля.
Все перечисленные преимущества заявляемой полезной модели в сравнении с прототипом, позволяют снизить трудоемкость и стоимость устройства, повысить надежность конструкции шкафа и помехозащищенность цепей измерения, управления и регулирования.
Заявляемая полезная модель успешно прошла испытания, которые показали преимущества в сравнении с известными аналогами. В 2011 году готовится серийный выпуск шкафа РЗА.