Особенности монтажа внещитовых приборов и средств автоматизации, выбор кабелей, проводов, труб для их подключения

 

По месту установлены термометры сопротивления ТСМ5071, манометрический термометр ТГП-100-ЭК, манометры электроконтактные ДА2010 и преобразователи избыточного давления Сапфир 22ДИВ (см. черт. КП5.05020201.МНТСАС.11-1 а. 2014.001.С4)

При выборе материала и сечения жил кабелей и проводов для подключения внещитовых приборов и СА к щиту КИП следует руководствоваться такими основными критериями:

)   Кабеля и провода с медными жилами применяются в целях термометров сопротивления и термопар; в целях измерения, управления, питания и сигнализации напряжением до 60В, во взрывоопасных установках подверженных вибрации;

)   Сечение жил проводов и кабелей целей управления, измерения, сигнализации выбирается с учетом механической прочности и по максимально допустимой токовой нагрузке. Допустимые минимальные сечения жил должны быть: - в целях напряжения до 60В - не менее 0,2мм2 (для медных жил) и 2,5мм2 (для алюминиевых проводников); - в целях напряжения выше 60В - не менее 1,0мм2 (для медных жил) и 2,5мм2 (для алюминиевых проводников).

Кроме того, необходимо учитывать требования заводских инструкций на подключаемые приборы и СА.

Исходя из вышеизложенного подключение ТСМ5071, ТГП-100-ЭК, ДА2010 выполнено проводом с медной жилой резиновой изоляцией и поливинилхлоридной изоляцией марки ПРВ1х1,0 (проводки 2…4, 6, 8).

Для выбора сечения проводников цепей измерения необходимо учитывать величину сопротивления линий связи, которая оговаривается в инструкции по эксплуатации соответствующих приборов. В данном случае такое требование необходимо выполнять для преобразователей Сапфир 22ДИВ. Выбираем рекомендуемое сечение жилы медного провода марки ПРВ 1,00мм2 (проводки 1, 5, 7).

Электропроводки должны прокладываться по кратчайшим расстояниям параллельно стенам, покрытиям, колоннам с минимальным количеством поворотов и пересечений, удобно располагаться для монтажа и эксплуатации. Их необходимо удалять от мест с повышенной температурой, технологического оборудования и электрооборудования, силовых и осветительных линий, избегать перекрещивания с другими электропроводками. Трасса должна выбираться с учетом наименьшего расхода проводов и кабеля, снижения трудозатрат на монтаж электропроводок.

Импульсные проводки 01…04 от мест отбора давления к ДА2010, датчиком Сапфир выполнены стальными бесшовными холоднокатаными трубами 14*2 мм, т.к. инструкции по эксплуатации этих приборов рекомендуют внутренний диаметр импульсных линий 10 мм.

Отборные устройства газовой или воздушной среды устанавливают вертикально или под некоторым углом вверх. Этот делается для того, чтобы конденсат, образующийся в отборном устройстве и импульсных трубках, стекал обратно в трубопровод или технологический агрегат.

Соединительные трубки от места отбора давления к преобразователю типа Сапфир должны быть проложены по кратчайшему расстоянию, однако их длина должна обеспечить равенство температуры среды, поступающей в преобразователь и окружающего воздуха. Рекомендуемое расстояние не более 15 м. Соединительные линии должны иметь односторонний уклон (не менее 1:10) от мест отбора давления вверх к преобразователю, если измеряемая среда - газ.

Термометры сопротивления монтируются с помощью патрубков (бобышек) привариваемых к трубопроводам и штуцеров на защитной арматуре. Места установки патрубков и штуцеров покрывают термоизоляцией, если трубопровод или оборудование, на котором они устанавливаются, такую изоляцию имеют, термометры сопротивления устанавливаются перпендикулярно к потоку или под углом к нему, навстречу движению потока. Если термометр сопротивления монтируется на изгибе (колене) трубопровода, его необходимо располагать на оси трубопровода, навстречу движению потока. При монтаже в трубопроводе длина рабочей части термометра сопротивления должна превышать радиус трубопровода на 50-60 мм.

Чувствительный элемент манометрического термометра ТГП-100-ЭК (термобаллон) должен монтироваться в защитных металлических оправах и быть полностью погруженным в измеряемую среду; середина термобаллона должна совпадать с осью потока жидкости.

При прокладке капиллярных трубок, соединяющих термобаллон с прибором, недопустимы резкие перегибы, радиус изгиба должен быть не менее 50 мм, Капилляр прокладывают по стене или по конструкциям производственного помещения и крепят скобками, как и при монтаже трубных проводок. В опасных местах для предохранения от механических повреждений капилляр надо прокладывать в трубе или под стандартным стальным углом. Измерительный прибор термометра и капилляр не должны находиться под действием нагревательных или охлаждающих устройств во избежание дополнительных погрешностей измерения.

Вторичные приборы манометрических термометров монтируются на отдельных панелях, щитах с помощью соответствующих крепежных изделий, предусмотренных в конструкциях.

Корпуса электрооборудования необходимо заземлить как и шкаф преобразователей и щит автоматики присоединением к контуру защитного заземления полосой стальной горячекатаной 15*3 мм.

 

Особенности конструкции щита. Требования к размещению приборов и аппаратуры на фасаде и внутри щита

 

Щиты и пульты средств контроля и автоматики - это комплектные устройства, выполняющие функции постов управления и являющиеся связующим звеном между объектом управления и оператором.

Щиты и пульты систем автоматизации должны поставляться на объект монтажа в законченном для монтажа виде с аппаратурой и комплектующими изделиями, с электрической и трубной внутренней проводкой, подготовленными к включению внешних электрических и трубных проводок, с конструкциями для установки и крепления приборов,аппаратуры, ввода и крепления подводимых к щитам и пультам кабелей, труб, а также крепежными изделиями для сборки и установки щитов на объекте.

Наибольшее применение получили шкафные щиты, так как они могут быть установлены в помещениях с большой влажностью, запыленностью, а также защищают обслуживающий персонал от возможного соприкосновения с открытыми токоведущими частями аппаратуры, клеммников, шинами. Основная высота щитов 2200 мм. Щиты высотой 1800 мм - при незначительном заполнении аппаратурой. При автоматизации небольших установок применяют малогабаритные щиты.

Вторичные приборы на фасаде щита размещают с учетом допустимых полей монтажа и минимальных расстояний между приборами. Высота установки аппаратуры управления СА (от основания щита) рекомендуется:

показывающие приборы и сигнальная аппаратура - 800-1900 мм;

оперативная аппаратура контроля и управления - 800-1600 мм;

самопишущие и регулирующие приборы оперативного назначения - 700-1800 мм;

индикаторы положения, сигнальные приборы и т.п. - 1000-1600 мм.

При установке приборов и внутрищетовой аппаратуры на щитах необходимо: размещать на фасадной стороне щитов показывающие, самопишущие и регулирующие приборы, светосигнальную арматуру, ключи, переключатели к контрольным приборам, аппаратуру управления и регулирования, а также монтировать мнемонические схемы.

При размещении аппаратуры на фасадной стороне щитов надо учитывать глубину части приборов, которая выступает внутрь щита, расположение штуцеров и сальников для ввода электропроводок и присоединения трубных линий; кроме того, нужно обеспечивать удобный доступ к зажимам приборов и возможность открывания крышек на стенках их корпусов.

Установка и крепление пускорегулирующей аппаратуры, СА и монтажных изделий внутри щитов осуществляют посредством унифицированных элементов: скоб, угольников, швеллеров и др. С их помощью можно крепить любую пускорегулирующую аппаратуру: источники питания, блоки зажимов, реле, пускатели, трансформаторы и другие изделия. Сборки зажимов следует располагать на боковых стенках щитов горизонтально на высоте не ниже 250-300 мм.

На фасаде щита, выбранного шкафного типа малогабаритного щита 1000х600х300 размещены индикаторы технологические микропроцессорные ИТМ-12, для измерения температуры и давления воды ГВС.

Так же установлено табло ТСМ «Включен резервный насос» и сигнальная арматура, сигнализирующая о работе насосов Н1, Н2. Под прибором установлены переключатели режимов работы Н1, Н2 и кнопки управления ими (см. черт. КП 5.05020201.МНТСАС.11-1 а. 2014.001.ВО).

Внутри щита на задней стенке установлены автоматические выключатели, предохранители, реле, реле времени, а также трансформатор и розетка для переносного электроинструмента и освещения.

Заземление нужно осуществлять путем присоединения щита к близко расположенным заземляющим проводникам сети заземления объекта или металлоконструкциям производственного назначения, металлическим открытым трубопроводам всех назначений.

Малогабаритные щиты крепятся или на специальной стойке или на стене. высота стойки должна быть 800 мм. Закрепление щита на основании производится приваркой к закладным элементам, установленным с уровнем чистого пола.

Заземление малогабаритных шкафов производится через приваренные к каркасу снаружи и изнутри скобы, на которых имеются отверстия с резьбой М8. К этим скобам с помощью болтового соединение подключают заземляющий проводник стальную полосу 15х3, которая с другой стороны подсоединяется к контуру объекта автоматизации.

 

3.
Расчетная часть

Расчет защитного заземления

 

Защитное заземление является наиболее распространенным и весьма эффективным средством защиты человека от напряжения, переменного в результате повреждения изоляции, случайного касания или падения токоведущего провода на металлический корпус оборудования, т.е. нормально не находящийся под напряжением. Защитное заземление снижает напряжение между таким корпусом и землей. Для осуществления защитного заземления нетоковедущие металлические части установки, которые могут оказаться под напряжением, соединяют с землей по средствам проводника, создающее малое сопротивление растеканию тока.

Любое защитное заземление состоит из заземлителей (электродов), забитых в грунт; из магистрали заземления и из соединительных проводов, которыми корпуса электрооборудования присоединяются к магистрали заземления. Искусственные заземлители - это вертикальные электроды, обычно изготовленные из газопроводных труб, диаметром 30-50 мм, с толщиной стенок не менее 4 мм, или из стальных прудков диаметром 10-12 мм.

Заземлители в виде труб длиной 2-5 м забивают на глубину 0,7-1,5 м, чтобы уменьшить влияние сезонных изменений удельного сопротивления грунта. Заземлители соединяют между собой стальной полосой толщиной не менее 4 мм или прутковой сталью диаметром не менее 6 мм.

В результате расчета расчёта, необходимо определить число вертикальных заземлителей для контурного защитного заземления в однородной среде.

Исходные данные:

Длина вертикальной трубы - lв= 5 м;

Диаметр трубы - d = 0,025 м;

Глубина заложения: t₀ =1,5 м;

Вид грунта - глина;

Удельное сопротивление грунта ρ = 70 Ом'м;

Трубы соединены стальной полосой с поперечным размером 40х4 мм, толщиной b=0,025 м. Глубина погружения t = 4 м. Расстояние между трубами принимаем равным длине трубы а=l=5 м.

Нормируемое допустимое сопротивление заземляющего устройства Rз = 4 Ом.

). Определяем сопротивление одиночного заземлителя (вертикального электрода) по формуле (табл. 4, [Л-4]):

 

(3.1)

 

). Ориентировочно рассчитываем количество заземлителей по формуле:

 

(3.2)

 

По ориентировочному количеству и а =l находим по таблице 1 [Л-4] коэффициент использования η_в= 0,79

). Уточняем количество заземлителей с учетом η_в по формуле:

 

 (3.3)

 

Электроды размешаем в ряд.

). Находим длину соединительной полосы по формуле:

 

(3.4)

 

). Определяем сопротивление растеканию тока соединительной полосы согласно таблицы 4 [Л-4] по формуле:

 

       (3.5)

 

). По уточненному количеству труб n=5 шт. и a= l находим коэффициент использования соединительной полосы согласно таблице 2 [Л- 4]: η_г = 0,92

). Находим сопротивление грунтового по формуле:

 

        (3.6)

 

Мы получили Rгр=0,72 Ом < Rз =4Ом. Разница между ними не велика и она повышает условия безопасности, примем этот результат как окончательный.

Таким образом, заземлитель состоит из 4 вертикальных трубных электродов длиной 5 м и диаметром 0,04 мм и горизонтального электрода в виде стальной полосы 25 м заглубленный в грунт на 0,8 м.