Панель вводная

Панель вводная относится к устройствам электроснабжения железных дорог и предназначена для ввода, распределения, контроля и измерения переменного тока в устройствах электропитания электрической централизации крупных станций. В корпусе панели установлены трансформаторы тока (3), предохранители (4), блоки защиты от перенапряжений (5), приборы питания, коммутационные (6) и защитные аппараты, индивидуальная световая индикация (10) перегорания плавкой вставки предохранителя (4), обеспечивающая повышение оперативности поиска неисправной цепи. Система заземления выполнена в виде двух шин, одна из которых изолирована от корпуса панели, а другая соединена с корпусом панели, при этом цепи нагрузок подключены к первой шине, а корпуса аппаратов - ко второй шине. Каждый блок защиты от перенапряжений (5) размещен в отдельном корпусе, а нагрузка подключена к выводам блоков защиты от перенапряжений (5). 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к железнодорожной автоматике и телемеханике, в частности к устройствам электроснабжения железных дорог и может быть использована в качестве панели вводной, предназначенной для ввода, распределения, контроля и измерения переменного тока от двух фидеров и резервного дизель-генератора с номинальным напряжением 380/220 В в устройствах электропитания электрической централизации крупных станций с числом стрелок до 170.

Известно вводно-распределительное устройство, содержащее панель ввода, снабженную внешними основным и резервным кабельными вводами, каждый из которых соединен с аппаратом управления с выходом на отходящую линию, снабженную узлом учета электрической энергии, при этом оно дополнительно содержит контроллер и вторую панель ввода с внешними основным и резервным кабельными вводами, а также третью и четвертую дополнительные панели ввода, каждая из которых содержит соединительные основной и резервный кабельные вводы, при этом все кабельные вводы снабжены аппаратами управления с выходом соответственно на вторую, третью и четвертую отходящие линии, снабженные узлами учета электрической энергии, а также содержит устройства контроля напряжения, установленные на первой и второй панели ввода, при этом входы устройств контроля напряжения соединены с внешними основными кабельными вводами первой и второй панелей ввода соответственно, а выходы соединены с входами контроллера, выходы последнего соединены с аппаратами управления каждого кабельного ввода, причем соединительные основной кабельный ввод третьей и резервный кабельный ввод четвертой дополнительных панелей ввода подключены к внешнему резервному кабельному вводу первой панели ввода, а соединительные резервный кабельный ввод третьей и основной кабельный ввод четвертой дополнительных панелей ввода подключены к внешнему резервному кабельному вводу второй панели ввода (см. патент РФ на полезную модель №52274, МПК Н02В 01/00, опубл. 10.03.2006 г.).

Недостатками известного вводно-распределительного устройства являются: отсутствие защитных средств от импульсных перенапряжений и грозовых разрядов; низкая пожарная безопасность из-за несовершенной системы заземления; влияние силовой нагрузки на устройства автоматики и телемеханики из-за электроснабжения от

общих фидеров. Поэтому в случае применения известного вводно-распределительного устройства в условиях управления устройствами железнодорожной автоматики и телемеханики для ввода, распределения, контроля и измерения переменного тока в устройствах электропитания электрической централизации крупных станций снижается надежность электроснабжения устройств железнодорожной автоматики.

Известно также вводно-распределительное устройство, включающее панели распределения, снабженные аппаратами защиты, панель ввода, содержащую два канала ввода, каждый из которых содержит последовательно соединенные: вводные шины, 3-фазный аппарат управления, соединенный с вводными шинами посредством соединительных шин, узел учета электрической энергии, выполненный в виде трансформаторов тока и счетчика электрической энергии, при этом вводные шины снабжены 3-фазными разъединителями, трехфазный аппарат управления каждого канала ввода выполнен в виде основного и резервного автоматических выключателей, механически сблокированных между собой, аппараты защиты панелей распределения выполнены в виде модульных автоматических выключателей, вход основного автоматического выключателя первого канала ввода соединен с входом резервного автоматического выключателя второго канала ввода, а вход основного автоматического выключателя второго канала ввода соединен с входом резервного автоматического выключателя первого канала ввода, выходы основного и резервного автоматических выключателей в каждом канале ввода соединены между собой, при этом продольные оси основных и резервных автоматических выключателей ориентированы горизонтально, основные автоматические выключатели расположены по диагонали относительно друг друга, резервные автоматические выключатели также расположены по диагонали относительно друг друга, соединительные шины расположены горизонтально и разнесены по высоте панели ввода, а панели распределения расположены одна под другой (см. патент РФ на полезную модель №48113, МПК Н02В 01/00, опубл. 10.09.2005 г.).

Однако при применении известного вводно-распределительного устройства в условиях управления устройствами железнодорожной автоматики и телемеханики для ввода, распределения, контроля и измерения переменного тока в устройствах электропитания электрической централизации крупных станций снижается надежность электроснабжения устройств железнодорожной автоматики, так как недостатками известного вводно-распределительного устройства также являются: отсутствие защитных средств от импульсных перенапряжений и грозовых разрядов; низкая пожарная безопасность из-за несовершенной системы заземления; влияние силовой нагрузки на устройства автоматики и телемеханики из-за электроснабжения от общих фидеров; а

также применение трансформаторов тока с механическим соединением контактов с силовыми проводами, снижающих надежность соединений и требующих постоянного контроля.

Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является известная панель вводная ПВ1-ЭЦК, состоящая из корпуса, выполненного в виде металлического шкафа, с передней и задней стороны закрытого двухстворчатыми дверями, а в нижней части - съемными щитами, снабженная кабельными вводами, при этом внутри корпуса установлены предохранители с механической индикацией их перегорания, приборы питания, трансформаторы тока, измерительные приборы, коммутационные и защитные аппараты, ввод внешнего монтажа осуществляется сверху, ввод кабелей питающих фидеров осуществляется снизу, причем коммутационно-защитные приборы каждого фидера расположены с разных сторон панели и снабжены видимыми врубными разъединителями (см. книгу Сороко В.И., Розенберг Е.Н. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики: Справочник: в 2 кн. Кн. 2. - 3-е изд. - М.: НПФ "Планета", 2000, с.820-828, а также книгу Коган Д.А., Молдавский М.М., Аппаратура электропитания железнодорожной автоматики. - М.: ИКЦ "Академкнига", 2003, с.359-371).

В известной панели вводной устанавливаются предохранители штепсельные банановые с контролем перегорания в панелях электропитания, например, типа 20876М, которые размещаются в ряд до несколько десятков предохранителей, каждый из которых контролирует свою цепь (см. книгу Сороко В.И., Розенберг Е.Н. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики: Справочник: в 2 кн. Кн. 2. - 3-е изд. - М.: НПФ "Планета", 2000, с.697-701). При этом часть предохранителей размещается отдельно от основной группы. Оперативное определение вышедшего из строя предохранителя (нарушение работы конкретной цепи) по выступающему механическому стержню, выдвинутому пружиной при перегорании плавкой вставки, при большом количестве предохранителей затруднено. Кроме этого в известной панели применены трансформаторы тока с механическим ненадежным соединением контактов с силовыми проводами, требующих постоянного контроля состояния контактных соединений, и автоматические силовые выключатели с открытыми механическими контактами, допускающими искрение и дуговой разряд при отключении, что снижает пожарную безопасность, требующие дополнительных затрат на зачистку контактов. В панели также применены блоки защиты от перенапряжений БЗП3-100, выполненные для трех фаз в одном корпусе, вследствие этого, из-за нерационального монтажа и большой протяженности проводников схемы: фидер - блок защиты (с защитными

варисторами) - предохранитель - нагрузка, снижается эффективность работы блоков. К недостаткам следует также отнести наличие внутренней лампы освещения на 220 В, выход из строя которой может способствовать возникновению пожара. Это ухудшает потребительские свойства известной панели и снижает надежность электроснабжения устройств железнодорожной автоматики.

Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является улучшение потребительских свойств панели и повышение надежности электроснабжения устройств железнодорожной автоматики.

Техническим результатом, достигаемым при решении поставленной задачи, является повышение оперативности поиска неисправных цепей, повышение пожарной безопасности, защиты аппаратуры железнодорожной автоматики и телемеханики от грозовых и коммутационных перенапряжений, а также уменьшение влияния силовой нагрузки на остальные устройства автоматики и телемеханики.

Указанный технический результат достигается тем, что в панель вводную, содержащую корпус, внутри которого установлены трансформаторы тока, предохранители, блоки защиты от перенапряжений, приборы питания, коммутационные и защитные аппараты, согласно полезной модели, дополнительно введена индивидуальная световая индикация перегорания плавкой вставки предохранителя, система заземления выполнена в виде двух шин, одна из которых изолирована от корпуса панели, а другая соединена с корпусом панели, при этом цепи нагрузок подключены к первой шине, а корпуса аппаратов - ко второй шине, каждый блок защиты от перенапряжений размещен в отдельном корпусе, а нагрузка подключена к выводам блоков защиты от перенапряжений.

В частном случае реализации панели вводной в качестве индивидуальной световой индикации используются светодиоды, каждый из которых подключен параллельно механическим контактам каждого предохранителя. При этом светодиоды установлены на плате, расположенной горизонтально над предохранителями.

В качестве блоков защиты от перенапряжений применены блоки типа БЗП-1-100 (производитель ЗАО ЭТЗ "ГЭКСАР", г.Саратов). В качестве трансформаторов тока применены трансформаторы тока типа ТШ-0.66, а в качестве коммутационных аппаратов применены вакуумные контакторы типа КВТ-1,14-160.

Введение в панель индивидуальной световой индикации, которая срабатывает при перегорании плавкой вставки предохранителя, позволяет распознать сработавший предохранитель и повысить оперативность поиска неисправной цепи.

Повышение безопасности эксплуатации панели вводной и техники безопасности при обслуживании и ремонте панели на рабочем месте обеспечивается выполнением системы заземления в виде двух шин, одна из которых (нулевая шина) изолирована от корпуса панели для подключения рабочих цепей нагрузок, а другая (земляная шина) соединена с корпусом панели для подсоединения корпусов измерительных аппаратов. В случае необходимости имеется возможность соединения двух шин перемычкой. Разнесение нулевой и земляной шин позволяет повысить электробезопасность панели.

Использование в панели известных блоков защиты от перенапряжений, например, типа БЗП-1-100 (производитель ЗАО ЭТЗ "ГЭКСАР", г.Саратов), каждый из которых размещен в отдельном корпусе, позволяет улучшить грозовую защиту и защиту от перенапряжений, а также обеспечивает минимальное остаточное напряжение на нагрузке за счет подключения ее к выводам блоков.

С целью улучшения пожаробезопасности панели в качестве трансформаторов тока применены известные трансформаторы тока типа ТШ-0.66, позволяющие установку на силовом кабеле без разрыва силовых цепей, что снижает трудоемкость обслуживания аппаратуры.

Применение в качестве силовых коммутационных аппаратов известных низковольтных вакуумных контакторов типа КВТ-1,14-160 позволяет повысить надежность силовой коммутационной аппаратуры, снижает трудоемкость обслуживания и обеспечивает выключение цепей без дугового разряда, повышая пожарную безопасность.

Кроме того, по сравнению с прототипом, из панели вводной для повышения пожарной безопасности изъята внутренняя осветительная лампа.

Полезная модель иллюстрируется чертежом, на котором изображен пример выполнения панели вводной с открытыми двухстворчатыми дверями, вид спереди.

Позиции на чертеже обозначают следующее: 1 - металлический шкаф; 2 - двухстворчатые двери; 3 - измерительные трансформаторы тока; 4 - предохранители; 5 - блоки защиты от перенапряжений; 6 - коммутационные аппараты; 7 - силовые провода; 8 - вакуумный контактор; 9 - силовые предохранители; 10 - индивидуальная световая индикация перегорания плавкой вставки предохранителя 4.

Панель вводная содержит корпус, выполненный в виде металлического шкафа 1, с передней и задней стороны закрытого двухстворчатыми дверями 2. Ввод внешнего монтажа осуществляется сверху, а ввод кабелей питающих фидеров - снизу. Внутри корпуса установлены измерительные трансформаторы тока 3, предохранители 4 с механической индикацией их перегорания, например, предохранители банановые с

контролем перегорания типа 20877.00.00, четыре блока защиты от перенапряжений 5, например, типа БЗП-1-100 (производитель ЗАО ЭТЗ "ГЭКСАР", г.Саратов), приборы питания, коммутационные 6 и защитные аппараты. Силовые провода 7, идущие от вакуумного контактора 8 к силовым предохранителям 9, проходят через окно первичной обмотки трансформаторов тока 3. Коммутационные аппараты 6 каждого фидера расположены с разных сторон панели и снабжены разъединителями для обеспечения техники безопасности при обслуживании и ремонте панели на рабочем месте. С лицевой стороны панели на широкой части двухстворчатой двери 2 выполнена структурная мнемосхема панели с указанием расположения измерительных приборов (амперметров, вольтметров, трехфазных счетчиков активной мощности), функциональных изделий и нагрузок, с размещением и обозначением контрольных индикаторов и защитных аппаратов.

В панели вводной установлена индивидуальная световая индикация 10, срабатывающая при перегорании плавкой вставки предохранителя 4. В качестве световой индикации 10 используются светодиоды, каждый из которых подключен параллельно механическим контактам каждого предохранителя 4. Светодиоды установлены на плате, расположенной горизонтально над предохранителями 4. В качестве светодиодов могут быть использованы, например, отечественные светодиоды серии АЛ 307ГМ.

Система заземления панели вводной выполнена в виде двух шин (на чертеже не показано), одна из которых изолирована от корпуса панели для подключения рабочих цепей нагрузок, а другая (земляная шина) соединена с корпусом панели для подсоединения корпусов измерительных аппаратов. В случае необходимости имеется возможность соединения двух шин перемычкой.

В панели вводной предусмотрена возможность применения систем заземления TN-C, TN-C-S или ТТ в соответствии с ГОСТ Р 50571.2-94 "Электроустановки зданий. Часть 3. Основные характеристики", где первая буква обозначает характер заземления источника питания: Т - непосредственное присоединение одной точки токоведущих частей источника питания к земле; вторая буква обозначает характер заземления открытых проводящих частей электроустановки: Т - непосредственная связь открытых проводящих частей с землей, независимо от характера связи источника питания с землей; N - непосредственная связь открытых проводящих частей с точкой заземления источника питания (в системах переменного тока обычно заземляется нейтраль); последующие буквы обозначают устройство нулевого рабочего и нулевого защитного проводников: S - функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников

обеспечиваются раздельными проводниками; С - функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников объединены в одном проводнике.

В системе TN-C - функции нулевого рабочего и нулевого защитного проводников объединены в одном проводнике по всей сети; в системе TN-C-S - функции нулевого рабочего и нулевого защитного проводников объединены в одном проводнике в части сети; питающая сеть системы заземления ТТ имеет точку, непосредственно связанную с землей, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к заземлителю, электрически независимому от заземлителя нейтрали источника питания.

В панели вводной в зависимости от потребляемого тока могут быть установлены предохранители с плавкими вставками на 63, 80, 100 или 125 А в каждой фазе основного и резервного фидеров. Габаритные размеры панели вводной, мм - 2300×500×900. Масса панели, не более 390 кг.

Панель вводная используется следующим образом.

В обычном рабочем состоянии двухстворчатые двери 2 с передней и задней стороны панели вводной закрыты. Управление, установленным внутри панели оборудованием, а также контроль состояния оборудования и выполняемых им функций, осуществляется с помощью аппаратуры управления и/или защиты и сигнализации, размещенных на передней двухстворчатой двери 2.

При коротком замыкании в какой-либо цепи перегорает плавкая вставка предохранителя 4, при этом цепь отключается, размыкается механический контакт предохранителя, шунтирующий светодиод, и через светодиод начинает протекать ток. При этом горящие светодиоды (светодиод излучает кванты света при протекании через него прямого тока) указывают на перегоревшие плавкие вставки предохранителей 4. По горящему светодиоду оперативный персонал визуально может быстро определить, в какой цепи перегорела плавкая вставка предохранителя 4. Таким образом, в дежурном режиме работы световая индикация 10 включена, обеспечивая тем самым высокую достоверность контроля работоспособности предохранителя 4.

При отсутствии коротких замыканий в контролируемых предохранителями 4 цепях отсутствует горение светодиодов, что указывает на наличие напряжения в контролируемых цепях и целостность плавких вставок предохранителей 4. По отключенному светодиоду оперативный персонал визуально может быстро определить, в какой цепи отсутствует перегорание плавкой вставки предохранителя 4.

Четыре блока защиты от перенапряжений 5, например, типа БЗП1-100 (производитель ЗАО ЭТЗ "ГЭКСАР", г.Саратов), установленные в панели вводной, защищают от перенапряжений относительно "земли" фазы переменного тока и нейтраль,

установлены рядом с рубильником и обеспечивают минимальное остаточное напряжение на нагрузке за счет подключения ее к выводам блоков короткими проводами.

В трансформаторах тока 3 типа ТШ-0,66, установленных в панели вводной и предназначенных для передачи сигнала измерительной информации приборам измерения, первичной обмоткой служит силовой провод 7, пропущенный через окно трансформатора тока 3, а выводы вторичной обмотки расположены на корпусе трансформатора тока 3 и закрываются защитной крышкой, что исключает несанкционированный доступ к трансформатору току 3 в процессе эксплуатации.

Количество контактных соединений силовой цепи "контактор-предохранитель" уменьшено, по сравнению с прототипом, с 4-х до 2-х за счет пропускания силового провода 7 через трансформатор тока 3 без разрыва и дополнительных контактных соединений, что обеспечивает повышение надежности электрического монтажа. Контакторы вакуумные низковольтные 8 типа КВТ-1,14-160 открытого исполнения с естественным воздушным охлаждением позволяют включать и отключать приемники электрической энергии в продолжительном, прерывисто-продолжительном, кратковременном и повторно-кратковременном режимах, при этом коммутация осуществляется без образования дугового разряда.

Таким образом, предложенная панель вводная обеспечивает упрощение процесса выполнения работ, связанных с обслуживанием и ремонтом оборудования за счет повышения оперативности поиска обслуживающим персоналом неисправной цепи, повышение безопасности обслуживания, повышение надежности панели за счет исключения вредных воздействий дуги в выключателях (как в прототипе) и увеличения электрического сопротивления в контактных соединениях.

Кроме того, повышению безопасности и удобству обслуживания способствует расположение коммутационно-защитных аппаратов каждого фидера с разных сторон панели, наличие двухстворчатых дверей, ограничивающих доступ в отсек, т.е. производство работ возможно только при открытой двери. Указанные свойства повышают технологичность обслуживания панели вводной, повышая надежность электроснабжения устройств железнодорожной автоматики.

1. Панель вводная, содержащая корпус, внутри которого установлены трансформаторы тока, предохранители, блоки защиты от перенапряжений, приборы питания, коммутационные и защитные аппараты, отличающаяся тем, что дополнительно введена индивидуальная световая индикация перегорания плавкой вставки предохранителя, система заземления выполнена в виде двух шин, одна из которых изолирована от корпуса панели, а другая соединена с корпусом панели, при этом цепи нагрузок подключены к первой шине, а корпуса аппаратов - ко второй шине, каждый блок защиты от перенапряжений размещен в отдельном корпусе, а нагрузка подключена к выводам блоков защиты от перенапряжений.

2. Панель по п.1, отличающаяся тем, что в качестве индивидуальной световой индикации используются светодиоды, каждый из которых подключен последовательно с цепью каждого предохранителя.

3. Панель по п.2, отличающаяся тем, что светодиоды установлены на плате, расположенной горизонтально над предохранителями.

4. Панель по п.1, отличающаяся тем, что в качестве блоков защиты от перенапряжений применены блоки типа БЗП-1-100.

5. Панель по п.1, отличающаяся тем, что в качестве трансформаторов тока применены трансформаторы тока типа ТШ-0.66, а в качестве коммутационных аппаратов применены вакуумные контакторы типа КВТ-1,14-160.