При работе с распределительным оборудованием часто приходится осуществлять измерения, проводить настройку или менять его конфигурацию. Распределительный шкаф обычной конструкции при этом приходится полностью обесточивать. Из-за этого может кратковременно прерваться подача электроэнергии некоторым потребителям. Но есть такие применения, например, атомная энергетика или нефтедобыча, для которых прерывание подачи электроэнергии недопустимо. Для них используется специальная конструкция, позволяющая обращаться к определенным ячейкам, не обесточивая полностью шкаф.
Выкатные решения Rittal предназначены для приема и распределения электроэнергии в трехфазных сетях переменного тока напряжением 0,4 кВ. Их можно применять в составе систем электроснабжения, управления и автоматики. Там они способны работать в качестве щитов станций управления, распределительных щитов, силовых распределительных пунктов, а также в качестве распределительных устройств на 0,4 кВ со стороны низкого напряжения комплектных трансформаторных подстанций.
Конструкция и принцип работы
Отличительной особенностью выкатных решений от Rittal является их унификация с обычными, иначе именуемыми как стационарные, ячейками. И выкатные, и стационарные ячейки выполнены на основе единой платформы Ri4Power. Выкатные блоки, при необходимости, могут быть установлены вместо стационарных, и наоборот.
Размерный ряд ячеек в этой платформе имеет фиксированные значения высоты 150, 200, 300, 450 и 600 мм. У стационарных ячеек ширина, как правило, составляет 600 мм. Для выкатных ячеек возможны значения ширины 200 мм (1/3 полного размера) и 300 мм (1/2 полного размера). Размеры ячеек НКУ в платформе Ri4Power позволяют устанавливать в них устройства от SchneiderElectric, ABB, Siemens, LSIS, Hyundai и некоторых других. В шкафу высотой 2200 мм можно разместить до 33 выкатных ячеек шириной 200 мм.
для платформы Ri4Power значения 600 мм, но также 200 и 300 мм
Номинальное значение силы тока, протекающего через ячейку, может достигать 630 А. Номинальная сила тока сборных шин всего шкафа может достигать 5000 А, для чего используется мощная шинная система Flat-PLS100. Сзади шкафа возможна установка фирменной распределительной шины Rittal RiLine 60.
Для установки выкатной ячейки в шкаф сначала монтируется так называемая корзина — направляющая с монтажной платой. Корзина, как и ячейка, выполнена из прочной оцинкованной стали толщиной 1,5 мм, что полностью исключает какие-либо «заедания» из-за деформаций при выкате и вкатывании ячейки. Установка корзин и выкатных ячеек возможна только с одной стороны шкафа. Все возможности по объединению шкафов серии TS8 в ряды при использовании выкатного решения сохраняются.
На монтажной плате установлены разъемы, ответная часть которых располагается на задней стороне ячейки. Когда мы выкатываем ячейку вперед, электрические контакты разъединяются. На этом и основан принцип работы выкатных решений — состояние разъема механически связано с положением ячейки в пространстве.
В том случае, если через ячейку протекает ток силой более 100 А, для силовых цепей применяются разъемы так называемого ножевого типа. На ячейке установлены контакты в виде прямоугольных металлических пластин, расположенных перпендикулярно задней плоскости ячейки. При вкатывании ячейки каждая пластина входит между двумя пружинами. Это напоминает конструкцию выключателя ножевого типа, отсюда и название. Разъемы ножевого типа требуют больших механических усилий при работе с ними, что, впрочем, в реальности почти не ощущается обслуживающим персоналом. Зато у них значительно больше площадь контактной поверхности, что важно при больших значениях силы тока.
В зависимости от комплектации, силовые разъемы имеют 6 контактов. Опционально могут быть добавлены силовые разъемы на 8 контактов.
Во вторичных цепях (цепях передачи информации) применяются разъемы специальной конструкции и имеют стандартно 16 контактов, опционально 32 и 40 контактов. Для более надежного контакта со стороны ячейки они установлены на пружинах. В том случае, если оборудование использует стандартные коммуникационные разъемы, например, RJ45, подключение его к разъемам выкатной ячейки осуществляется через специальный адаптер. Широкие возможности по обеспечению обменом информацией с ячейкой делают решение Rittal готовым к переходу на цифровую энергетику.
Для повышения уровня безопасности предусматривается четыре фиксированных положения ячейки: выкачено, изолировано, тест, вкачено. Переключение между положениями осуществляется с помощью специального ключа, что исключает случайное изменение положения. После поворота ключа ячейка блокируется в заданном положении до тех пор, пока не будет нажата кнопка снятия блокировки. Конструкция этой кнопки практически исключает возможность случайного ее нажатия.
Также возможна установка концевых выключателей, определяющих текущее положение ячейки. Еще большую безопасность дают кодировка «свой-чужой», которая может опционально применяться в выкатных решениях Rittal. Эта кодировка предотвращает возможность установки вместо одной выкатной ячейки другой с иным функционалом.
Защита от пыли и влаги
Применение выкатных решений в нефтедобыче и на промышленных предприятиях, где недопустимо прерывание энергоснабжения даже на секунду, а также в других аналогичных местах предполагает наличие оборудования от неблагоприятных действий окружающей среды.
В выкатных решениях Rittal степень защиты от пыли и влаги определяется двумя типами узлов — потолочной панелью шкафа и фронтальными панелями. Стандартная комплектация подразумевает степень защиты IP54, то есть пыль почти не попадает внутрь (а если попадает, то не наносит ущерба устройству), а брызги воды, падающие в любом направлении, не действуют на оборудование. Этого вполне достаточно для применения в нефтедобыче и на большинстве промышленных предприятий.
Охлаждение
Для любых выкатных систем уязвимым местом является охлаждение. Создать для них сложные системы охлаждения со специальными воздушными каналами, как это в ряде случаев делается для стационарных решений, не представляется возможным. Вот, собственно, одна из причин, почему вся электроэнергетика не перешла только на выкатные ячейки НКУ.
Тем не менее разработчикам выкатных решений Rittal удалось обеспечить уровень охлаждения, достаточный для большинства применений. Оборудование для воздушного охлаждения может монтироваться непосредственно в выкатную ячейку, при этом воздухообмен осуществляется через фронтальную панель. Другой вариант — устройство воздушного охлаждения со степенью защиты IP54, установленное на потолочной панели шкафа.
Перспективы развития
Используемые сейчас выкатные решения Rittal базируются на системе шкафов TS8. Эта система пользуется заслуженной популярностью, тем не менее во многих применениях ей на смену приходит система VX25. Основная особенность данной системы — единый симметричный профиль с шагом перфорации 25 мм. Это значительно уменьшает количество деталей, из которых состоит шкаф, и упрощает процедуру сборки. Другая инновация — полностью роботизированная сварка каркаса шкафа, что значительно повышает точность изготовления конструкции. В результате не нужно «подгонять» дверь на месте, отверстия для ее навешивания сделаны уже на заводе.
В настоящий момент идет разработка выкатных решений для системы VX25. Ожидается, что новинка вберет в себя все преимущества уже выпускаемых выкатных решений для TS8. При этом более простая процедура сборки шкафа сделает выкатные решения от Rittal еще более доступными.