Релейный шкаф: назначение и устройство¶
Релейный шкаф — это металлический шкаф (шкальный корпус), предназначенный для размещения и защиты аппаратуры релейной защиты и автоматизации (РЗА), коммутационной аппаратуры, клеммных колодок и вспомогательных элементов в системах электроснабжения. Шкафы обеспечивают механическую защиту оборудования от внешних воздействий, удобство обслуживания и монтажа, а также определённый уровень электробезопасности.
¶Назначение
Релейные шкафы применяются в электроэнергетике и промышленной автоматизации. Основные функции:
- размещение устройств релейной защиты (реле тока, напряжения, сопротивления, частоты, времени);
- установка контроллеров и модулей автоматики (программируемых логических контроллеров, модулей ввода-вывода);
- монтаж коммутационной аппаратуры — контакторов, автоматических выключателей, предохранителей;
- формирование соединений через клеммные колодки для подключения внешних цепей;
- обеспечение вентиляции, обогрева и климатической защиты установленного оборудования.
В подстанциях и распределительных устройствах релейные шкафы являются частью систем РЗА и АСУ ТП, обеспечивая защиту линий, трансформаторов, генераторов и шин от аварийных режимов.
¶Устройство и конструкция
Корпус релейного шкафа, как правило, изготавливается из листовой стали толщиной 1,5—2 мм с порошковой окраской или иным антикоррозийным покрытием. Степень защиты корпуса по ГОСТ 14254 (МЭК 60529) обычно составляет IP30—IP54 в зависимости от условий эксплуатации.
Конструктивно шкаф включает:
- Каркас и корпус — сварная или собранная на болтах рама с дверцами (одной или двумя), снабжённая уплотнителями.
- Монтажные панели — перфорированные стальные листы для крепления аппаратуры. Могут быть стационарными или выдвижными (на направляющих) для удобства обслуживания.
- Клеммные колодки — ряды клемм для коммутации внешних цепей, обычно расположены в нижней или боковой части шкафа.
- Система вентиляции — вентиляционные решётки, встроенные вентиляторы, фильтры. В отдельных случаях применяется кондиционирование.
- Обогреватель — для предотвращения конденсации влаги при отрицательных температурах окружающей среды.
- Освещение внутреннее — для удобства обслуживания.
- Заземляющая шина — для подключения корпуса и металлических частей к контуру заземления.
¶Классификация
По назначению релейные шкафы подразделяются на:
| Тип | Назначение |
|---|---|
| Шкафы релейной защиты | Размещение реле и устройств защиты линий, трансформаторов, генераторов |
| Шкафы автоматики | Установка контроллеров и исполнительных устройств |
| Шкафы АСУ ТП | Коммутация телемеханики и связи с диспетчерским центром |
| Шкафы ввода-вывода | Коммутация полевых цепей через клеммные модули |
| Шкафы питания | Размещение источников питания, ИБП, аккумуляторных батарей |
По способу размещения различают шкафы напольные (стойки) и настенные. По степени защиты от внешних воздействий — для помещений (IP20—IP30) и для уличной установки (IP54 и выше).
¶Монтаж и подключение
Релейные шкафы устанавливаются, как правило, в отапливаемых помещениях — релейных залах подстанций, машинных залах, диспетчерских. При уличной установке применяются шкафы с усиленной теплоизоляцией и обогревом.
Подключение выполняется силовыми и контрольными кабелями через вводные муфты, расположенные в нижней или верхней части шкафа. Кабельные вводы герметизируются. Электрические соединения между элементами внутри шкафа выполняются гибкими проводами в изоляции; маркировка проводов обязательна.
Заземление корпуса и внутренних металлических частей выполняется медной шиной или проводом к основной заземляющей шине помещения.
¶Требования нормативной документации
Проектирование и изготовление релейных шкафов в России регламентируются:
- ГОСТ Р 50030.5.1 (МЭК 60947-5-1) — низковольтное распределительное оборудование;
- ГОСТ 14254 (МЭК 60529) — степени защиты;
- отраслевыми нормами РЗА для энергетических объектов;
- правилами устройства электроустановок (ПУЭ).
Производство шкафов РЗА в России осуществляется рядом специализированных предприятий, в том числе «Электрощитовой завод» (Екатеринбург), «Энергозащита» и рядом других заводов, выпускающих оборудование для подстанций.
¶Отличие от щита распределительного
Релейный шкаф не следует путать с распределительным щитом (щитом освещения, ВРУ). Распределительный щит выполняет функцию приёма и распределения электроэнергии по группам потребителей и, как правило, не содержит аппаратуры релейной защиты. Релейный шкаф, напротив, предназначен для управления и защиты электрических цепей и содержит специализированную аппаратуру РЗА.
Источники:
- Правила устройства электроустановок (ПУЭ), 7-е издание
- ГОСТ 14254-2015 (МЭК 60529) «Степени защиты, обеспечиваемые оболочками»
- ГОСТ Р 50030.5.1-2005 «Аппаратура низковольтная. Управляющая аппаратура»
- Справочник по релейной защите и автоматике под ред. В. В. Каминского