Внедрение в производство новых более усовершенствованных конструкций и рост выпуска продукции, в связи с расширением производственной программы машиностроительной промышленности, опережают часто масштабы и технологический процесс производства, заложенные в проектах новых предприятий. Поэтому некоторые новые предприятия или отдельные цеха, еще до введения полной запроектированной мощности, иногда еще в период строительства претерпевают частичную или полную реконструкцию. Всякая же реконструкция, связанная с расширением производства или с изменением технологического процесса, влечет за собой необходимость перемещения отдельных групп станков, отделений или же полную перепланировку оборудования в цехах. Кроме того, в механических цехах имеет место частичное перемещение оборудования не только в связи с реконструкциями, но также в связи с рационализацией отдельных технологических процессов и введением на некоторых производствах новых специальных станков.
Частые перемещения оборудования
в цехах ставят повышенные требования в отношении гибкости системы электроснабжения.
За последние годы для крупных механических цехов считается нормальным частое перемещение оборудования и поэтому к электротехникам предъявляются, как правило, требования учесть эти условия при выборе системы распределения энергии. В связи с такими требованиями имеется тенденция отказаться от прокладки сети под полом и перейти на верхнюю проводку для питательной и распределительной системы низкого напряжения или же чистично только для распределительной сети. Однако, ни одна из существующих систем электроснабжения не удовлетворяет полностью условиям гибкости системы для цехов с часто перемещаемым оборудованием.
Кроме того, следует обратить внимание, что при существующих системах распределения энергии необходимо затрачивать очень большое количество проводов или кабелей небольших сечений для распределительных сетей. Особенно большой расход проводов имеет место в случае применения верхней проводки в цехах с часто перемещаемым оборудованием.
Предлагаемое устройство для распределения электрической энергии в цехах имеет своею целью, с одной стороны, дать достаточно гибкую систему, которая позволила бы производить перестановку оборудования в цехах без особых переделок и без затраты новых материалов, и с другой- сократить максимально расход кабелей, проводов и железных труб в распределительных сетях.
В системе электроснабжения обычно различают две основные ступени сети: питательную и распределительную сети.
Для большей ясности, при дальней шем изложении необходимо условиться, что при применении этой терминологии к заводским сетям низкого напряжения следует понимать под питательной сетью всю систему фидеров {кабелей или проводов) от подстанции до цеховых питательных и распределительных пунктов (щитков), и под распределительной - всю систему проводов и кабелей от распределительных пунктов к отдельным токоприемникам.
В настоящее время получили распространение следующие четыре системы электроснабжения в цехах:
1.Питательная сеть от щита низкого напряжения до групповых распределительных пунктов состоит из кабелей, прокладываемых в пределах цеха в кабельных каналах; распределительная сеть от групповых пунктов к токоприемникам - из освинцованных кабелей с резиновой или бумажной изоляцией, прокладываемых в кабельных каналах и защищенных железными трубами при выходе из каналов.
2.Питательная сеть, как указывалось выше, состоит из кабелей в каналах, распределительная сеть- из проводов с резиновой изоляцией, прокладываемых в газовых трубах подполом.
3.Питательная сеть выполняется шинами, прокладываемыми на специальных конструкциях вдоль балок под потолком и под фонарями, с соединительными кабелями между щинами и щитом подстанции. Распределительная сеть от щин к станкам состоит из
проводов, прокладываемых под потолком и под фонарями на тросах с вертикальными спусками до б-10 метров, в зависимости от высоты помещения. При этой системе отсутствует централизация управления и предохранители, обычно монтируемые в групповых пунктах, разбросаны здесь вдоль балок здания под шинами на большой высоте.
4. Питательная сеть состоит из кабелей, прокладываемых в каналах (или по стенам и балкам) до групповых распределительных пунктов, как в первых двух случаях; распределительная же сеть - верхняя (как выше при шинной питательной сети) прокладывается от групповых пунктов по колоннам вверх, затем по балкам и на тросах под фонарями, с вертикальными спусками к станкам.
Из описанных четырех систем наибольшее распространение получили первые две системы - прокладка питательной и распределительной сетей под полом. Однако, эти системы вносят значительные осложнения в тех случаях, когда имеет место перемещение оборудования, а в случае реконструкции требуется капитальное переоборудование и ломка пола, в связи с устройством новых каналов и борозд для распределительной сети.
Поэтому на некоторых предприятиях, в цехах с часто перемещаемым оборудованием, вынуждены были прибегнуть к прокладке открытых шин под потолком, вместо питательных кабелей, а распределительную сеть выполнить верхней со спусками к станкам, как описано выше.
В этой системе щины под потолком должны быть защищены с трех сторон соответствующими ограждениями, исключающими возможность попадания под напряжение при смене предохранителей. Это требование осложняет и без того громоздкое щинное устройство.
Описанная шинная система, нащедшая применение, в силу необходмости, в цехах с часто перемещаемым оборудованием, не должна быть рекомендована, так как смена предохранителей, разбросанных вдоль балок на больщой высоте над рабочими местами, вносит большие затруднения в эксплоатации.
На практике, чтобы избежать частой смены предохранителей, обычно выбирают предохранители с таким запасом, что они по существу не выполняют своего назначения, т. е. в данном случае мы имеем фактически обход существующих норм, требующих защиты проводов при длине более 2 ж.
В виду указанных недостатков щинной проводки в системе питательной сети и также в виду того, что при перемещениях оборудования меняется по существу расположение только распределительной сети, а питательная сеть в основном не претерпевает изменений, за последние годы получила распространение описанная выше система верхней тросовой проводки для распределительной сети с сохранением обычной кабельной системы для питательной сети и централизованных распределительных пунктов. Обе системы с верхней распределительной проводкой (как с шинной, так и с кабельной питательной сетью) не могут применяться при наличии в цехах кранов. Применение верхней прокладки проводов лишь незначительно облегчает условия перемещения оборудования, по сравнению с системой прокладки распределительной сети под полом, но не дает удовлетворительного решения, так как перенесение проводов, проложенных на большой высоте по бетону и на тросах, все же связано со значительными переделками.
Сущность предложенной системы электроснабжения заключается, в основном, в замене распределительных сетей, при напряжении до 500 вольт, специальной конструкцией шинных распределительных сборок, собираемых из отдельных секций с хчелезными шинами непосредственно над станками, в отличие от практикуемого применения шин на большой высоте в питательной системе, от которых ответвляется длинная верхняя распределительная сеть.
Питательная сеть в новой системе распределения сохраняется кабельной.
Питание подается по кабелям от подстанции к распределительным колонкам, входящим в комплект шинной распределительной сборки, монтируемой над линией станков на высоте до 2 ж от пола и связанной с группой станков короткими шлангами, длина которых равна 1-2 м. Применение щин вместо распределительной сети дает возможность использовать железные шины минимальных размеров - из полосового желез 25 X 4 ли;., в то время как в питательной системе получаются алюминиевые шины больших сечений.
Это обстоятельство, т. е. незначительное сечение железных шин в распределительной системе, а также предложенная специальная конструкция шинодержателей с заклиниваемыми в пазах шинами, вместо обычного крепления шин на изоляторах, позволили компактно выполнить конструкцию шинных распределительных сборок с закрытыми в железных коробах шинами настолько незначительного сечения (размеры короба - ширина 8 см, высота 14,5 см), что монтаж их в цехах на небольшой высоте непосредственно над станками не встречает препятствий. Шинные сборки красивее выглядят в цехах, чем длинные спуски над каждым станком при верхней системе распределительной сети, не мешают в цехах, и их возможно применять при наличии кранового оборудования, так как сборки монтируются только над станками и все проходы в цехах остаются свободными.
Наименование „распределительные сборки указывает на то,что они служат не для передачи энергии, а только для распределения энергии непосредственно к токоприемникам (т. е. в цехах они заменяют не питательную, а распределительную сеть) и что они - сборные (комплектуются из отдельных стандартных элементов).
Замена распределительной сети закрытыми железными шинами оказалась возможной только благодаря очень малым габаритам специально сконструированных шинных сборок, которые располагаются в виде небольших полос над станками.
Сущность изобретения поясняется схематическим чертежом, на котором фиг. 1 изображает план цеха, оборудованного по предлагаемой системе; фиг. 2 - разрез по линии I - I на фиг. 1; фиг. 3 - разрез по линии И-И на фиг. 1; фиг. 4-продольный разрез части шинной сборки; фиг. 5 - поперечный разрез по линии III-III на фиг. 4; фиг. б - вид шинодержателя из изоляционного материала (асбоцемент); фиг, 7 - продольный разрез части шинной сборки, оборудованной железными шинодержателями; фиг. 8 - железный шинодержатель с поперечным разрезом шин, изоляционных гильз и клиньев; фиг. 9 и 10 - конструкцию переставного шинного зажима (контакта) по первому варианту в двух проекциях; фиг. 11 и 12-то же по второму варианту; фиг. 13 и 14 -то же по третьему варианту.
На фиг. 1-3 имеются следующие обозначения: / - приемники электрической энергии, расположенные в цехе (станки), 2 - секции шинных сборок, 5 - опоры, 4-конечная колонка, 5-распределительные колонки, б - питательные кабели, 7- питательный пункт, 8 - фидер, идущий от подстанции, 9 - короткие отрезки кабеля, подводящие ток от шинных сборок к приемникам тока, 10-ввод кабеля (уголок или труба), // - предохранители, 12-кронштейны для установки шинных сборок.
Комплект шинных распределительных сборок составляется из следующих элементов: а) шинных секций длиной по 3 м, состоящих из железных шин сечением 25 X 4 мм, заключенных в плотно закрытом железном коробе шириной 8 еж и высотой 14,5 см с дверцами с одной стороны короба; б) соединительных муфт, служащих для соединения двух шинных секций и приспособленных для крепления сборок на специальных опорах, подвесках или на кронилтейнах; в) конечных муфт; г) опор, состояших из углового железа, для поддержания шинных сборок в промежутках между колоннами здания; д) распределительных колонок, в которых смонтированы рубильники и предохранители или только предохранители (в верхней части колонки имеются отверстия с двух сторон, куда вставляются шинные секции, и колонка является одновременно опорой для шинных сборок); е) конечной колонки (как распределительной, но без предохранителей и рубильника); ж) кронштейнов для крепления шинных сборок к колоннам здания; з) контактов для присоединения шлангов в любом месте к шинам, в зависимости от расположения станков; и) шинодержателей.
Ответвления или спуски (соединительные провода) от шинных сборок к каждому станку выполняются в металлических шлангах 25 или проводом марки „ПРП, защищенным проволочной оплеткой и угловым железом, вертикально прикрепленным к станку.
Так как длина соединительных проводов от шин до станка не превы. шает2 м (нормально равна 1,2-1,5ж) то по нормам не требуется защиты их предохранителями.
Для защиты электродвигателей от токов короткого замыкания устанавливаются обычно у пусковых аппаратов плавкие предохранители (также при наличии магнитных пускателей). В случае применения щинных сборок предохранители должны монтироваться отдельно на станках с задней стороны для того, чтобы возможно было их использовать одновременно в качестве переходных зажимов в месте присоединения шланга сборки к проводам, проложенным на станке к пускателю и к электродвигателю.
Материалом для исполнения шинных сборок служит исключительно полосовое, угловое и листовое железо для всей конструкции и для шин. Только для шинодержателей необходимо иметь асбоцементные или другие изоляционные плитки. Однако, возможен также вариант железных и литых чугунных шинодержателей с бакелитовыми (или другими изоляционными) втулками.
Шины 13 (фиг. 5) устанавливаются в прорезах держателей 14 и удерживаются в этих прорезах клиньями 75. Наконечники 16 отрезков 9 кабеля, наложенные на шины 13, закрепляются на них зажимами 17.
Если шинодержатели 14 выполняются из асбоцемента или иного электрически изолирующего, материала.
то шины закладываются непосредственно в прорези держателей (фиг. 5).
Если же шинодержатели 14 выполняются из железа, то шины 13 изолируются от них при помощи проходных изоляционных (например, бакелитовых) гильз 18 (фиг. 8).
Шины закрыты в защитных коробах 19 из листового железа, монтированных на уголках 20. Держатели 14 крепятся в коробах винтами 21. Коробы 19 - сварные за исключением нижней стенки 22, которая крепится к уголкам 20 винтами 23. Короб снабжен дверцей 24, которая откидывается книзу. Короба шинных сборок могут быть использованы для заземления и зануления.
Шинный зажим 17 выполняется в виде П-образно изогнутой стальной пружины. Пружина эта надевается на шину и наконечник 16 и зажимается на шине винтом 25. Для случая выполнения наконечника 16 в виде латунной гильзы (фиг. 11 и 12) пружина /7 может иметь соответствующий изгиб.
Применение шинных распределительных сборок может быть рекомендовано во всех крупных и средних механических и прочих цехах, насыщенных оборудованием, в которых станки расположены прямолинейно группами, преимущественно с двухрядным расположением, особенно в тех цехах, где возможны частые перемещения оборудования.
В тех цехах, где, на ряду с больщим количеством редко и беспорядочно расставленных станков, имеются отдельные группы прямолинейно и близко расположенных станков, особенно при двухрядном расположении, следует рекомендовать смешанную систему распределения энергии: провода или кабели-для разбросанных и шинные сборки - для сосредоточенных в цехе станков. Такое частичное применение длинных сборок в цехах дает в итоге больщой эффект в смысле экономии проводов и материалов для распределительной сети.
В каждом цехе, также в механических цехах насыщенных станками, имеется некоторое количество токоприемников, не входящих в общий производственный поток, которые невыгодно охватить шинными сборками, как например, отдельные наждачные точила, сварочные аппараты, вентиляционные агрегаты, мотор-генераторы и пр. Для таких единичных токоприемников предусматриваются отдельные групповые распределительные щитки, присоединяемые к цеховым питательным пунктам или же к ближайшим раснределительным колонкам шинных сборок.
В тех случаях, когда среди основной массы станков средней мощности имеются единичные крупные специальные станки таких размеров и мощности, что присоединение их к шинным сборкам нецелесообразно,то для таких единичных станков должны быть запроектированы отдельно кабели от питательных цеховых пунктов или от ближайших распределительных колонок. Когда высота таких единичных станков осложняет установку сборок, необходимо в таких случаях допускать разрывы сборок.
Шинные распределительные сборки монтируются вдоль линии установки станков, по возможности ниже над станками (рекомендуется на высоте около 2 м от пола), и крепятся к колонкам здания и на специальных легких опорах в промежутках между колоннами.
Для низких помещений, в которых не имеется кранов, возможно, вместо промежуточных опор, применить штанги, подвешиваемые к потолку.
Станки возможно присоединять к шинным сборкам в любом месте при помощи переставных контактов, которые прикрепляются к шинам в соответствии с местоположением станка. Для вывода шланга 25 возможно в любом месте пробить отверстие в нижней стенке короба тиинной секции, так как нижняя стенка выполнена из отдельных съемных полосок на винтах.
В месте стыка шинных секций в соединительной муфте шинки отдельных секций соединяются помощью болтов. Соединение возможно также осуществить сваркой; однако, в последнем случае приходится считаться с меньщими удобствами при перемещениях
сборок, так как шинки необходимо разрезать и вторично сваривать. Стенки соединительной муфты следует выполнять съемными для удобства при монтаже.
Так как ответвления от шин, выполненные в металлических шлангах или проводом ПРП, не превышают 2 м, то металлические шланги или проволочная оплетка проводов могут быть использованы для заземления.
При всяких перемещениях оборудования в цехах шинные сборки должны переноситься так же просто, как станки; это условие учтено при разработке конструкции. Сборки составляются из сравнительно легких разъемных 3-метровых длинных секций; соединение двух секций не требует жесткого крепления, так как они вставляются в специальные соединительные муфты, укрепленные на опорах, или в отверстия распределительной колонки. Болтовые соединения каждого короба с муфтой предназначены только для электрического соединения коробов, используемых в качестве заземляющих проводов.
Предмет изобретения.
1.Устройство для распределения электрической энергии в цехах, состоящее из системы цеховых распределительных пунктов и распределительной сети, подводящей ток от этих пунктов к приемникам тока (станкам и пр.), отличающееся тем, что, с целью осуществления возможности свободной перестановки всей системы распределения энергии и приемников тока и присоединения их к распределительной сети в любом месте, распределительная сеть выполнена в виде системы голых шин, состоит из отдельных сборных и легко перемещаемых секций и укреплена на небольшой (порядка 2 м) высоте непосредственно над линиями расположения приемников тока в защитных коробах, с отводом тока от шин к приемникам посредством коротких отрезков кабеля, присоединяемых к шинам при помощи легко разъемных зажимов.
2.Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что держатели шин выполнены в виде пластин с прорезами, в которых укрепляются шиньи
о ю
оЗ РЦ
р. ф А Ч О
л
Н
«го
i-Q
fc
О)
EH
teC
Г1
1Г D
02 О
d.
:
:: Ci
Рч
C2Z cAllCibCb, О
. ,. Ul,
cCb c cujcacuuu
.,
РЭ ей
-PJ
J
5 .g IJ...P
i ей с{ сОз cSl о 1Ъ
Г
itdif
/ г.
IT:
I
. I
. .tic:
-.
-tiiE; м
-J
i
;т.
d
Е
СГ|
Д
1| 5,
II
irzurn.
тг
с01 гг Ii sNcv : ;с:Ь1:1Ь
СЬ. с
CJ
t, J 
