27.02.2003

Развитие НКУ

Низковольтное комплектное устройство (НКУ) представляет собой совокупность низковольтных аппаратов, устройств управления, измерения, сигнализации, защиты, регулирования и т. п., смонтированных на единой конструкторской основе со всеми элементами и механическими соединениями и конструктивными элементами. Такое определение НКУ дает современный терминологический справочник.

МОНТАЖ НА ОБЪЕКТАХ. 
Первоначально (много лет назад) вся необходимая низковольтная электротехническая аппаратура монтировалась на специальных щитах непосредственно на самих объектах. Такой подход позволял максимально учитывать специфику потребителя электроэнергии, но имел и существенные недостатки, поскольку труд монтажников был очень непроизводительным, отнимал много времени и сил.

ПОВЫШЕНИЕ ЗАВОДСКОЙ ГОТОВНОСТИ. 
Преодолевать этот недостаток производители электротехнического оборудования стали путем повышения заводской готовности изделий. Это позволяло осуществлять монтаж щитового оборудования не из отдельных аппаратов, а из блоков. К настоящему времени заводская готовность отдельных видов низковольтной электротехнической продукции увеличилась настолько, что на объектах монтажникам остается только установить шкаф НКУ в отведенном для него специальном помещении, подключить питание и токоприемники и можно начинать работать.

Поскольку требования заказчиков отличаются большим разнообразием, то и НКУ, несмотря на высокую заводскую готовность, тоже отличаются большим разнообразием. Например, шкафы могут различаться по местоположению на объекте - напольные, навесные или встроенные; по условиям обслуживания - с двусторонним или односторонним обслуживанием, а также по способу установки электротехнической аппаратуры в самом шкафу.

РЕЕЧНЫЕ КОНСТРУКЦИИ. 
Самым распространенным способом монтажа аппаратуры в НКУ являются реечные конструкции, когда на установленные в шкафу рейки жестко укрепляется вся необходимая электротехническая аппаратура и к ней подводятся провода. В свое время появление реечных конструкций было большим шагом вперед в электротехнике, поскольку помимо существенного повышения заводской готовности изделия, облегчало и упрощало монтаж оборудования на объектах и его обслуживание.

Однако у реечных конструкций есть и минусы. Производить ремонт или замену вышедшего из строя аппарата можно только на месте. Если выходит из строя какой-то из аппаратов, нужно обесточить низковольтное комплектное устройство, отвинтить вышедшую из строя аппаратуру, вытащить ее, отремонтировать или заменить на новую, прикрутить ее и снова пустить ток. Не на всяком промышленном или жилом объекте такое отключение можно провести безболезненно, особенно это касается производств с непрерывным циклом.

БЛОЧНО-МОДУЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ. 
Следующим шагом в направлении повышения заводской готовности НКУ было появление блочно-модульных конструкций. Это те же самые шкафы, но состоящие из отдельных плат, которые можно смонтировать в любой комплектации. В настоящее время конструктивное развитие НКУ продвигается в сторону упрощения обслуживания и ремонта оборудования. В блочно-модульных конструкциях это делать проще. При выходе из строя какого-либо аппарата, входящего в данный блок, можно снять блок целиком и заменить таким же, но исправным или отремонтировать аппарат в блоке и установить его обратно. При этом время ремонтных работ значительно сокращается, сводя к минимуму обесточивание всего НКУ.

ВЫДВИЖНЫЕ БЛОКИ. 
Дальнейшее развитие НКУ - появление выдвижных или выкатных блоков, которые благодаря наличию специальных разъемов на задней стенке очень легко заменяются в случае поломки. Однако замена целого блока - удовольствие достаточно дорогое, тем более что в самом блоке может оказаться неисправным какое-то одно электротехническое устройство. Эту проблему решает разработка коммутационной аппаратуры, которая позволяет заменять не весь блок целиком, а только неисправный аппарат внутри этого блока. При этом сам блок монтируется из аппаратов, вставляемых в панель блока как электрические вилки в розетки. Хотя надо сказать, что сами по себе блоки, созданные по такому принципу, достаточно дорогие.

КОМБИНИРОВАННЫЕ КОНСТРУКЦИИ. 
По мнению эксперта отдела развития "Торгового дома "Чебоксарского электроаппаратного завода" Геннадия Иванова, было бы некорректно утверждать, что какой-то один из этих типов конструкций - реечный или блочно-модульный - является наиболее передовым и предпочтительным. Все зависит от потребностей заказчика. Безусловно, наиболее простой и дешевой является реечная конструкция. Некоторые зарубежные фирмы считают подобные шкафные конструкции базовыми. Что касается российской электротехники, то на сегодня большинство отечественных шкафов - реечные, поскольку все производства в России ориентированы именно на такие конструкции.

Между тем такая идеология имеет недостатки при токах свыше 1000 ампер, так как на больших токах массогабаритные показатели некоторых электротехнических аппаратов затрудняют ремонт и техническое обслуживание. Поэтому передовые российские производители, такие как "Чебоксарский электроаппаратный завод", "Новая эра", "Элтехника" и другие, при производстве шкафной продукции стали использовать комбинированный подход - рациональное сочетание реечных и блочно-модульных конструкций. Он предполагает, что одна часть НКУ может собираться из выдвижных модулей, в другой части - электроаппараты монтируются на рейке. Комбинации типов монтажа при производстве шкафов зависят от потребностей заказчика.

Зарубежные НКУ - передовые технологии

Зарубежные электротехнические фирмы, ориентируясь на запросы потребителя, используют все виды конструкций, комбинируя их в одном НКУ. Для этого разрабатываются унифицированные системы несущих конструкций и сборных шин, что позволяет увеличивать вариативность возможностей изделий, расширяя диапазон решений в плане размеров, типов присоединения, способов установки, проведения модификации и т. д., то есть обеспечивается максимальное удобство для потребителя. Так, одним из существенных моментов является установка и подключение оборудования на объекте. Работая в этом направлении, инженеры фирмы Schneider Electric используют в своих шкафах встроенный цоколь, который позволяет выполнять подъемно-транспортные операции при помощи автопогрузчика.

Разработаны и применяются специальные системы, позволяющие безопасно обслуживать и ремонтировать оборудование без отключения питания. А использование специальных зажимов для присоединения сборных шин сводит к минимуму отключение всего низковольтного комплектного устройства при необходимости ремонта съемных и стационарных блоков.

Технический прогресс пришел и в системы передачи электроэнергии и распределения внутри объекта. Например, немецкая фирма Moeller предлагает для этих целей использовать гибкие шинопровода. Это одна из самых передовых технологий, которая в корне меняет подход к проектированию, поскольку позволяет размещать отводные щитки для токоприемников в любом месте шинопровода. Если с течением времени возникает необходимость поменять расположение токоприемников или добавить новые, то это можно легко осуществить поменяв местами отводные щитки или добавив новые. Монтаж шинопроводов осуществляется с помощью болтов и единственного инструмента - динометрического ключа.

Очень серьезно подходят зарубежные фирмы к проблемам обеспечения безопасности о6служивающего персонала установок и самих электроустановок. Помимо различных форм защитных ограждений применяются специальные устройства, обеспечивающие безопасность размыкания на съемных и отсоединяемых блоках; блокировки движения выдвижных блоков при включенном коммутационном аппарате; используются индикаторы положения выдвижных блоков, изоляционные материалы и отдельные защитные устройства красного цвета и т.п. При этом надо отдать должное и конструкторам, и дизайнерам, потому что все изделия не только функциональны, но и необычайно эстетичны, в них удачно сочетаются качество и красота.

Развитие мировой электротехники идет к тому, что необходимую заказчику электротехническую схему можно будет собирать из электротехнических аппаратов по типу детского конструктора ЛЕГО. Все развивается по принципу унификации элементной базы и упрощения в сборке и использовании. Наверное нет необходимости доказывать, что такое уверенное поступательное движение технического прогресса обеспечивается хорошими инвестициями. Напоминаем, что крупные зарубежные электротехнические фирмы до 40% инвестиций направляют на конструкторские разработки, в их научных подразделениях работают ученые с мировым именем. При этом крупные фирмы каждые пять лет обновляют свою продукцию.

К вопросу о создании отечественной элементной базы.

Все недостатки, как, впрочем, и достоинства нашей электротехнической промышленности закладывались тогда, когда главным ее заказчиком было государство. Вообще говоря, структура любой крупной зарубежной электротехнической фирмы соответствует структуре электротехнической промышленности Советского Союза во главе с Министерством, которое осуществляло руководство, планировало новые разработки, определяло перспективные направления развития, разрабатывало техническую документацию в своих подведомственных институтах, направляло эту документацию на заводы. При отсутствии министерства каждое электротехническое предприятие пытается выжить самостоятельно, но на новые разработки у заводов нет ни финансовых средств, ни кадров. В настоящее время разорвана цепочка научно-исследовательских работ: фундаментальная наука, прикладная наука, НИОКР, которые осуществлялись крупными электротехническими предприятиями, имевшими для этого свои специальные подразделения. Фундаментальная электротехническая наука практически прекратила свое существование в России, не проводятся и прикладные научно-исследовательские разработки. Заводская конструкторско-технологическая служба вынуждена всю цепочку брать на себя, но полностью справиться с этими задачами заводским конструкторским службам не под силу. Отсюда выход - использование зарубежных научных и проектно-конструкторских разработок. На наш взгляд, российские производители низковольтной аппаратуры без ущерба для существования отечественной электротехнической промышленности могут, а в сложившейся ситуации просто должны использовать элементную базу зарубежных фирм, которая имеет очень высокое качество разработок и производства, при сохранении отечественной идеологии по строения. Безусловно, необходимо задействовать еще сохранившийся отечественный научный потенциал. Если мы в ближайшее время не позаботимся о создании собственной российской элементной базы, мы будем вынуждены плестись в хвосте у иностранных фирм, и ситуация в электротехнической отрасли станет схожей с процессами, происходящими в автомобильной промышленности.

Журнал "Оборудование: предложение, рынок, цены" (№12, декабрь 2002 г.)


АРХИВ НОВОСТЕЙ: