Ювелирное обозрение

Контроль силы тока в электроэнергетических системах выполняется с помощью трансформатора тока. Его первичная обмотка включается последовательно в цепь, а вторичная подсоединяется к измерителю. Такое подключение обеспечивает изолирование прибора учёта от высокого напряжения. Коммутирование счётчика при этом осуществляется через испытательную клеммную коробку (ИКК), обеспечивающую безопасное отключение приборов.

Назначение и особенности

Все нормы и требования в области применения электрооборудования, выбору проводников и построении электрической сети написаны в правилах устройства электроустановок (ПУЭ). В первом разделе параграфе 1.5.23 указано требование, относящееся к подключению трёхфазного счётчика, а именно необходимость его коммутации через испытательную коробку.

Её использование позволяет закоротить вторичную цепь трансформатора тока с дальнейшим обесточиванием линии и цепей фазового напряжения, на каждой клемме подключения измерительного прибора. Соединение через ИКК делает замену и поверку счётчиков совершенно безопасной операцией. При этом совершенно нет никакой необходимости в отключении нагрузки от питающих проводов.

Испытательная переходная коробка необходима в случае выполнения следующих операций:

• перемыкания токовых линий (шунтирование);
• отключения токовые цепи;
• выключения напряжения на каждой фазе;
• подсоединения к линии электроизмерительного устройства или прибора учёта.

​Существует определённая группа потребителей энергии, которую запрещено отключать от электричества даже на короткий час. Но время от времени возникает потребность заменить счётчик или другое контрольно-измерительное оборудование. В простом случае понадобилось бы обесточить линию, извлечь устройство и закоротить место разрыва шунтом. Конечно же, какое-то время линия и подсоединённая к ней нагрузка окажется отключённой от электричества, что недопустимо. Поэтому для избегания этого и используют возможности ИКК.

Таким образом, обозначенные первые три пункта применяются для замены электросчётчика без отключения питающего сигнала, подаваемого на электроустановки. Последний же пункт используется для коммутации образцового или эталонного прибора измерений с целью проверки работы счётчика, без вмешательства в непрерывность процесса электроподачи.

Конструкция приспособления

Промышленность выпускает переходные устройства различного вида и форм. Но чаще всего это прямоугольная пластина, выполненная из толстостенного ударопрочного и негорючего материала. В качестве последнего применяется карболит или пластик. Эта пластина представляет собой подложку, на которой размещаются группы клеммных контактов, образующих зажимную клеть. По краям основания выполняются сквозные отверстия, предназначенные для крепления испытательной коробки к электрическому боксу.

Для изготовления контактов применяется латунь или оцинкованная сталь, а также фосфористая бронза. Некоторые типы коробок имеют дополнительные элементы, например, фланец или рычажок, облегчающий монтаж.

Переходные зажимы представляют собой подпружиненные пластины или винтовые металлические конструкции. Располагаются они на токопроводящих пластинах, изготовленных из латуни, жести, стали. Связано это с устойчивостью этих материалов к образованию коррозии и хорошей удельной проводимостью.

Сверху устройство закрывается пластиковой прозрачной крышкой, закреплённой на корпусе основания. В случае использования испытательного приспособления для присоединения счётчика крышка устройства обязательно опечатывается, поэтому на ней предусмотрены специальные ушки для установки пломбы или отверстие под контрольный винт. При этом её прозрачность позволяет осуществлять визуальный контроль над внутренним расключением контактных групп.

Характеристики изделия

Каждая испытательная переходная коробка для электросчётчиков или другого типа оборудования имеет ряд технических параметров. Эти характеристики должны соответствовать определённым техническим условиям. Кроме ПУЭ, они определяются в Методических рекомендациях по техническим характеристикам систем и приборов учёта.

К основным электрическим параметрам относят следующие величины:

1. Номинальное напряжение — выпускаемые устройства рассчитаны на различную разность потенциалов, которую могут выдержать клеммные колодки. Превышение этого значения небезопасно и поэтому недопустимо. В паспорте на изделие оно указывается в вольтах.
2. Рабочий ток — определяется максимальной его силой, которую может пропустить или замкнуть внутри себя устройство в течение продолжительного времени без повреждения своих элементов. Единица измерения — ампер.
3. Частота — определяет период сигнала, с которым может работать устройство. Измеряется в герцах.
4. Степень безопасности — определяет соответствие защиты согласно международному стандарту International Protection Rating (IP). Чем выше стоят цифры после аббревиатуры, тем устройство меньше подвержено влиянию частиц пыли и воды.
5. Рабочая температура — обозначает интервал, в котором технические параметры устройства не изменяются.
6. Соответствие техническим условиям — это сертификация устройства и подтверждение его безопасного использования.

Но наряду с этим в спецификациях к коммутационным испытательным коробкам указывается и ряд других технических характеристик. Например, гарантийный срок, размеры, масса. Нередко в паспорте на изделия обозначается и вид необходимых крепёжных элементов. Полезной информацией является также сечение провода, допустимого к монтажу. Обозначается оно обычно классами. Так, второй позволяет использовать кабель до 6 мм².

Типовые различия

Все испытательные переходные колодки делятся по самым различным показателям. В первую очередь их разделяют по типу сети, в которой они могут использоваться. Существует продукция, предназначенная для применения в однофазных (220 В), трёхфазных (380 В) или низковольтных (110 В) цепях. Кроме того их различают по форме и размерам. Изделия могут выпускаться круглого, прямоугольного или квадратного вида.

Разделяют испытательные коробки по следующим признакам:

1. Назначению. Для использования совместно с контрольно-измерительными приборами или просто для коммутационных действий.
2. Способу монтажа. Существуют модели, предназначенные для установки в кросс-модуль, электрический шкаф, din-рейку.
3. Количеству контактных групп. Выпускаемые изделия могут быть как трёхконтактными, так и иметь их намного больше.
4. Типу крепления. Бывают винтового, нажимного, барьерного и фиксированного вида. При этом некоторые модели могут иметь защиту для проводов.
5. Количеству рядов клемм. Бывают одноярусные и многоярусные.
6. Исполнению — прямые и угловые.
7. Типу подключаемого провода. В зависимости от этого используется тот или иной тип клемм. Например, винтовая и концевая являются универсальными, а пружинный и ножевой зажим больше подходит для одножильных проводов.

Но как бы то ни было, основным их различием является схема подключения. В зависимости от производителя и предназначения, коробка может иметь различные варианты соединения. Например, на неё одновременно могут быть заведено несколько трансформаторов тока и нагрузочных линий, подключены измерительный бокс и прибор учёта расхода электроэнергии.

Выпускают испытательные коробки ИКК все крупные производители оборудований и устройств в области энергетики. Существенные отличия между ними заключаются в качестве используемого материала для изготовления продукции. Подтверждается оно различными сертификатами. Так, для европейских компаний это менеджмент качества ISO9001, отсутствия вредных примесей RoHS, испытательного института UL, и отечественных: Ростехнадзора; ГОСТ Р51323.1−99; ГОСТ 30849 .2−2002.

Монтаж устройства

Устанавливаться изделие может как при построении новой электрической сети, так и при её модернизациях. При этом должны быть соблюдены все необходимые правила и нормы, указанные в ПУЭ и касающиеся эксплуатации испытательной клеммной коробки. ИКК располагается в специально оборудованном месте со свободным доступом, но в то же время защищённым от постороннего проникновения.

Соединяться в ней должны лишь провода, имеющие электрохимическую совместимость. Монтажное усилие затяжки, в случае использования винтовых зажимов, не должно быть менее 0,2 Nm и более 2,5 Nm. Клеммник устройства должен быть без повреждений и дефектов. Фиксация устройства в месте расположения должна быть выполнена только механическим способом: прикручиванием или защёлкиванием. Практически же монтаж коробки обычно не вызывает трудностей, а место её расположения выбирается в электрическом боксе сразу же после установленного счётчика или иных измерительных приборов.

Пример подключения

Расключение счётчика через испытательную коробку должно проходить строго по схеме. Рассмотреть лучше на реальном примере подключения индукционного счётчика ЦЭ6803 В 100/10 Т1. Согласно требованиям ПУЭ, трёхфазные приборы учёта тока цепи подключаются через токовые трансформаторы и переходную коробку.

В качестве трансформаторов тока можно использовать ТОП-0,66 с понижающим коэффициентом 200/5. Для рассматриваемого случая подойдёт коробка испытательная переходная кип Б3179, выпускаемая МЭТЗ «Мытищинский электротехнический завод». Её вес не превышает 0,4 кг, а габариты составляют: 68х220х33 мм. Последовательность расключения этого оборудования будет следующей:

1. В щите устанавливается счётчик, испытательная коробка и трансформаторы тока.
2. Трансформаторы соединяются по схеме звезда, а их общий вывод заземляется.
3. От преобразователей тока до соединительной коробки прокладываются провода сечением не менее 1,5 мм².
4. От измерителя энергии также проводятся три провода, но сечение в этом случае уже составляет 2,5 мм².
5. Для удобства все провода маркируются, то есть обозначаются все три фазы и начала токовых обмоток и общий вывод.

Проводники от счётчика заводятся сверху ИКК и подключаются по очереди к контактной группе, имеющей более широкую площадь пластин, а от токовых трансформаторов снизу.

Подключение будет выглядеть следующим образом:

• 1 клемма счётчика — начало токовой обмотки первой фазы;
• 2 клемма — напряжение первой фазы;
• 4 клемма счётчика — токовая обмотка второй фазы;
• 5 клемма — разность потенциалов второй фазы;
• 7 клемма счётчика — приходящий провод токовой обмотки третьей фазы;
• 8 клемма — напряжение третьей фазы;
• 9 клемма счётчика — общий провод;
• 10 клемма — резерв.

Между клеммами 3,6 и 9 устанавливаются перемычки с помощью идущих в наборе пластинок. Выполняется это вкручиванием винта М4 через перемычку к подключённым пластинам, используя специально сделанные отверстия.

После этого ИКК закрывается крышкой и система готова к включению. Если же возникнет необходимость снять счётчик, то просто раскручиваются перемычки, тем самым разрывая цепь, идущую на прибор учёта.

Нюансы использования

Хотя такого вида изделие не требует дополнительного обслуживания, но всё же через время после ввода в эксплуатацию рекомендуется проводить подтягивание контактов, особенно в случае винтовых зажимов. Связанно это с тем, что во время работы провод нагревается и немного деформируется, а это приводит к ослабеванию контакта. К зажимным коробкам такого требования нет. При этом использовать её будет удобнее, так как при отключении измерительного прибора никакого дополнительного инструмента не понадобится.

Но также стоит отметить, что установку, демонтаж, вскрытие и пломбирование коробки должны проводить специалисты, имеющие сертификат, выданный Энергонадзором, и получившие нужную группу допуска.

Правила устройства электрических установок (ПУЭ) четко предписывают – любые цепи учета выводить на сборки зажимов. В случае их отсутствия следует устанавливать испытательные блоки. Данные блоки должны позволять закорачивать вторичные цепи токовых трансформаторов, обеспечивать отключение токовых цепей электросчетчика, а также позволять отключать цепи напряжения каждой фазы электрического счетчика. Это необходимо для проведения замены счетчика или его поверки.

Поэтому, когда необходимо подключение счетчика электрической энергии через трансформатор тока, требуется испытательная клеммная колодка. Особо важно это делать для тех потребителей электрической энергии, для которых важно, чтобы не было перебоев в снабжении электроэнергией.

• возможность шунтирования ("закорачивания") токовых цепей;
• возможность отключения токовых цепей;
• отключение в каждой отдельной фазе цепей напряжения;
• возможность подключения образцового счетчика электроэнергии.

Провести замену счетчика, не снимая напряжения с электрической установки, нереально без выполнения первых трёх из перечисленных пунктов. Причем, для поверки устройства учета достаточно выполнения только первого пункта.

Испытательные коробки выпускаются с прозрачной или непрозрачной крышкой. Прозрачная крышка позволяет наблюдать за состоянием контактов внутри коробки, что удобно для пользователей, поскольку после установки коробка пломбируется. Для этой цели имеется сквозное отверстие и специальный винт. Клеммы внутри коробки выполняются из латуни. Данный материал обладает лучшими электрическими свойствами и меньше подвергается коррозии. При подключении должны использоваться качественные провода 2,5 квадрата для токовых цепей и не менее 1,5 квадратов для цепей напряжения. Провода лучше использовать с медной жилой (а не алюминиевой).

При выполнении монтажных работ необходимо четко соблюдать имеющиеся нормы и правила, поскольку это поможет в дальнейшем избежать проблем с эксплуатацией электрического оборудования и избавить от возможных аварийных ситуаций. Выполнять монтажные работы должны только профессионалы со специальным допуском. Только в этом случае работы будут выполнены правильно, значит, будет возможна замена прибора учета без отключения потребителей от электрического снабжения.

Согласно принятым нормам, есть особая группа потребителей, которых нельзя отключать от питающей энергосистемы даже на непродолжительное время. Но что делать, когда для цепей учета необходимо произвести замену трехфазного счетчика или испытательная лаборатория, должна выполнить поверку при помощи эталонного устройства контроля?

При описанных выше условиях обратиться к первому разделу в своде правил установок электрооборудования. В нем указано, что для подключения счетчика с трансформатором тока (в тексте будет использована аббревиатура «ТТ»), должна устанавливаться переходная испытательная коробка, например, такая, как на рисунке 1.

Рисунок 1. КИ-10 (ЛИМГ.301591.009)

Назначение

Данное приспособление применяется, когда необходимо выполнить монтаж цепей учета на основе электросчетчиков с трансформаторным включением. Такое решение позволяет проделать работу, без обесточивания потребителей:

1. подключать в щиток образцовое приспособление учета;
2. производить шунтирование и отключение токовых цепей;
3. выполнить расключение определенной фазы.

Первое действие выполняется, когда производится тестирование приспособлений контроля, остальные — при их замене.

Конструктивные особенности и основные характеристики

Рассмотрим, как устроен контактный бокс на примере КИ УЗ (см. рис.2)

Рисунок 2. Расположение контактов в ИКК

Контакты с пометками 0, А, В и C используются для силовой цепи, а зажимы, имеющие номера с 1-го по 7-й служат для токового участка. Как выполняется включение КИП, будет рассказано в следующем разделе.

Конструкция КИП представляет собой контактную группу, размещенную в пластиковой коробке из ударопрочного и негорючего поликарбоната. Размеры этой модели — 68х220х33 мм.

Параметры рабочего напряжения и тока – 380 В и 16 А. Изоляционные свойства материала позволяют выдерживать кратковременное превышение до 2000В и 25А. Для изготовления токоведущих частей используется латунь. Допускается ее замена оцинкованной сталью, но срок службы таких контактов становится короче. В связи с этим производители известных брендов отдают предпочтение латуни.

Остальные эксплуатационные характеристики:

• модуль может использоваться при температурном режиме от -40 С° до 60 С°;
• допустимая влажность – не более 98 %;
• для подключения используется провода с минимальным сечением 0,5 мм 2 и максимальным – 4 мм 2 ;
• данная модель выпускается со степенью защиты IP20;
• длительность срока эксплуатации — до 30 лет.

Некоторые модели (например, BTS или КИП-5/25) выпускаются с прозрачной крышкой (см. рис. 3). Учитывая, что приспособления данного типа подлежат обязательному опломбированию, такая конструктивная особенность имеет очевидные преимущества, поскольку позволяет контролировать состояние группы контактов.

Рисунок 3. Прозрачная крышка позволит вовремя заметить перегрев зажима при плохом контакте

Вариант подключения

На рисунке 4 показана наиболее распространенная схема подключения приспособления учета, при помощи КИП.

Рисунок 4. Типовое подключение трехфазного приспособления учета

Обозначения:

• T₁, T₂, T₃ – трансформаторы тока;
• Сч1 – трехфазное приспособление учета;
• К1 – бокс, через который выполняется подключение приспособления контроля.

Особенности схемы:

На рисунке 4 показано, что три фазы и нулевой провод подключаются к соответствующим местам на боксе и идут от него, непосредственно, к приспособлению учета. Очень важный фактор в данном случае – чередование фаз, оно не должно быть нарушено.

При подключении трех ТТ к боксу используется тип соединения «звезда».

Перемычки следует установить также, как продемонстрировано на рисунке 4.

Как производится отключение и подключение приспособления учета или образцового устройства

Выполняя замену необходимо соблюдать очередность действий, начнем описание с процедуры отключения.

Как производить отключение?

Делается это в следующем порядке:

1. необходимо зашунтировать токовую цепь, чтобы сделать это, следует вкрутить в обозначенные на рисунке 5 места винты с соответствующей резьбой (как правило, м4). С обратной стороны бокса находится заизолированная шина, винтовое соединение обеспечит надежный контакт с ней. Рисунок 5. Места, куда необходимо вкрутить винты
2. Отключаются перемычки, указанные на рисунке 6. При этом, не обязательно их полностью снимать. Достаточно ослабить винты «a» «b» и «c» и перемычки можно будет разомкнуть. Рисунок 6. Перемычки обведены красным овалом, винты, которые нужно ослабить – синими стрелками
3. Размыкаются перемычки в цепи напряжения, их расположение показано на рисунке 7. Рисунок 7. Для отключения силовой части необходимо снять отмеченные красным овалом перемычки
4. На завершающем этапе производится отключение от бокса приспособления учета.

Подключение нового устройства учета.
После того, как выполнен полный демонтаж, можно приступать к процедуре установки, выполняется она в обратном порядке, а именно:

1. Производится монтаж приспособления.
2. Выполняется подключение к боксу.
3. Производится осмотр бокса на предмет, установлен ли шунт, если нет, то вкручивает соответствующие винты (см. рис. 5).
4. К коробке подключается обмотка ТТ.
5. Устанавливаются в рабочее положение перемычки в токовой и силовой зонах бокса (рисунок 6 и рисунок 7).
6. Снимается шунтирование.

Зачем необходимо шунтирование?

Считаем необходимым дать небольшое пояснение о необходимости замыкать выходную катушку ТТ. Это связано с характерными особенностями таких устройств, нельзя допустить работу ТТ на холостом ходу с разомкнутой вторичной обмоткой. Если данное условие не будет выполнено,- на ней наведется большая ЭДС, что может не только привести к межвитковому замыканию, а и представлять опасность для жизни или здоровья человека.

Подключение образцового приспособления.

Алгоритм действий в такой ситуации примет следующий вид:

1. Необходимо замкнуть выходы ТТ.
2. Снять токовые перемычки с бокса.
3. Отключить силовую часть.
4. Подключить к боксу образцовое приспособление.
5. Включить силовую часть.
6. Отключить замыкающую шину.
7. После проведения замеров образцовое устройство отключается и включается штатное, как это сделать было описано выше.

Для проведения тестового замера совершенно не обязательно отключать приспособление контроля от бокса. Особенности конструкции позволяют выполнить подключение, не снимая тестируемое устройство. Для этого контрольное приспособление подключается к нижним контактным группам бокса, а токовые перемычки не устанавливаются на место. В результате, штатное приспособление учета останется на месте, но не будет подключено к ТТ.

Теоретически, можно и не отключать токовые перемычки, но тогда будет довольно велика вероятность влияния штатного устройства на показания образцового приспособления.

Что необходимо принимать во внимание при работе с КИП?

На подключенном испытательном боксе имеется напряжение, опасное для человеческой жизни. Поэтому, для работы с этим устройством необходимо иметь соответствующий уровень допуска (до 1000 вольт).

Поскольку данное приспособление подлежит обязательному опломбированию, то для манипуляций с ним могут быть допущены только лица, имеющие разрешение на проведение таких работ. Когда коммутация будет выполнена, бокс снова опечатывается.