Задание 5. МОНТАЖ ЩИТОВ, ПРИБОРОВ И СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ

Цель работы. Освоить приемы монтажа щитов, приборов и средств автоматизации, вводов в шкафы. Овладеть приемами прозвонки электрических цепей.

Оборудование и приборы. Распределительный щит, гильзы, сальники, отрезки труб и кабелей, манометрический термометр, термопара, терморезистор, соединительные провода, бобышки, источник тока, индикатор (вольтметр, лампа накаливания, электрический звонок).

Последовательность выполнения задания. 1. Ознакомиться с типом и конструкцией распределительного щита.

• 2. Изучить способы крепления щитов к основанию.
• 3. Изучить способы ввода проводок в распределительные щиты.
• 4. Выполнить монтаж заземляющих проводников.
• 5. Выполнить монтаж датчиков температуры.
• 6. Выполнить монтаж электроизмерительного прибора.
• 7. Выполнить прозвонку отрезка кабельной линии.
• 8. Оформить отчет.

Методические пояснения. В современных условиях индустриального монтажа щиты и пульты поставляют на строящийся объект в законченном для установки виде: на них смонтирована аппаратура, выполнены электрические проводки, подготовленные к включению внешних цепей, а также предусмотрены конструкции для установки и крепления особо чувствительных приборов и подводимых к щитам и пультам кабелей и труб. Вместе с щитами и пультами поставляют крепежные изделия для сборки и установки щитов и пультов.

При производстве монтажных работ полносборным индустриальным методом такие щиты поступают на объект собранными Рис. 45. Крепление панельного щита к стене:

1 — ригель; 2 — щит; 3 — опорная рама на заводах или в заготовительных маетерских в блоках из 2…3 панелей с установленными приборами.

До начала монтажа щитовое помещение, операторная или центральный диспетчерский пункт, в которых устанавливают щиты и пульты, должны быть полностью отстроены и приняты под монтаж по акту согласно требованиям СНиП. В этих помещениях должны быть установлены все закладные детали и опорные конструкции под щиты, заделываемые в пол, выполнены все каналы в полу, а также необходимые проемы в стенах для выхода трубных и электрических проводок наружу.

При приемке щитового помещения особое внимание обращают на правильность установки опорных конструкций под щиты и закладных деталей, так как при неточной установке опорных конструкций собранный в блоки щит не будет стыковаться с этими конструкциями.

Во избежание повреждения самих щитов и пультов или поломки установленных на них приборов и аппаратуры прибывшие к месту монтажа в упакованном виде щиты и пульты распаковывают лишь после доставки их в щитовые помещения непосредственно перед установкой.

Панельные и шкафные щиты, а также приставные или отдельно стоящие пульты в зависимости от места расположения могут быть установлены на бетонном основании, на двойном полу, металлическом покрытии, решетке металлического перекрытия, над каналом на бетонном основании и т. п. Основания, на которых монтируют щиты и пульты, должны предохранять контрольно-измерительные приборы от вибраций или сотрясений. Поэтому в местах, подвергающихся в процессе эксплуатации вибрации, щиты и пульты устанавливают на амортизаторах. Конструкцию последних детально описывают в проектах.

Порядок монтажа панелей в многопанельных щитах может быть различным: от одного конца щита к другому или от середины щита к концам. Устанавливают все панели строго по отвесу и уровню, чтобы в одном ряду они образовывали единую плоскость, скрепляют их между собой так, чтобы зазоры в стыках не превышали 2 мм. Все крепления щитов к конструкциям, фундаментам и между собой для удобства эксплуатации должны быть разъемными.

Щиты панельного типа 2 (рис. 45) для увеличения жесткости кон;

Рис. 46. Установка панельных щитов на двойном полу: а — ниже отметки пола; б — на отметке пола; 1 — панельный щит с каркасом; 2 — деревянный настил двойного пола, 3 — бетонные опоры, 4 — отметка черного пола струкции помимо установки на опорную раму 3 или фундамент крепят также в верхней части с помощью специальных ригелей 1. Последние крепят к стенке дюбелями или сквозными шпильками с гайками, а к щитам — болтовыми соединениями.

На рисунке 46 показаны два варианта установки панельных щитов с каркасом из перфорированного профиля на двойном полу — ниже отметки пола (рис. 46,а) и на уровне отметки пола (рис. 46, б).

При установке щитов ниже отметки двойного пола (см. рис. 46, а) задняя обслуживаемая часть щита заглублена на 250…300 мм. Однако это не вызывает неудобства для эксплуатационного персонала, так как для доступа к электрическим зажимам, местам крепления кабелей и другим устройствам, расположенным в нижней части щитов, отсутствуют препятствия. Дополнительный подъем пола перед фасадом щитов при данном варианте не требуется. Для прохода кабелей под раму щита, а также для прокладки взаимно пересекающихся кабелей в разных плоскостях на отметке черного пола 4 предусмотрены каналы глубиной 50…70 и шириной 300…500 мм. Каналы выполняют в слое бетона, укладываемого на черный пол по всей площади защитового пространства. Устройство каналов совмещают с установкой в слое бетона закладных деталей для крепления поддерживающих конструкций (рам и направляющих).

При установке щитов на отметке двойного пола (см. рис. 46, б) щит оказывается приподнятым над отметкой черного пола, что приводит к необходимости подъема пола по всей площади помещения и.

Рис. 47. Грунтовая установка шкафных щитов на раме из швеллеров:

I — щит; 2 — рама к удорожанию строительства. Вместе с тем обслуживание щитов и общий вид помещения, в котором устанавливают щиты, улучшаются. Проход кабелей под раму щита осуществляют также из каналов, как и в предыдущем варианте.

Шкафные щиты в принципе устанавливают так же, как и панельные. Их монтируют на самостоятельных фундаментах в виде рамы из швеллеров (рис. 47) или непосредственно на полу производственного помещения. В том и другом случае щит закрепляют анкерными болтами, предварительно выверив его в горизонтальном и вертикальном положениях. Щиты, состоящие из нескольких шкафов, скрепляют между собой разъемными соединениями.

Малогабаритные панельные или шкафные щиты обычно устанавливают у колонн, стен и других строительных конструкций, используя кронштейны, стойки или подставки. Малогабаритные щиты должны быть расположены на такой высоте, чтобы горизонтальные оси показывающих приборов и сигнальной аппаратуры находились от пола на уровне 800…2100 мм, самопищущих приборов — 1000…1600, вспомогательной аппаратуры (переключателей, ключей управления, кнопок) — 700… 1600 мм.

Электрические проводки, как правило, вводят в щиты и пульты снизу. В виде исключения допускается вводить их сбоку или сверху. Медные трубные проводки вводят в щиты сверху. Пневмокабели и пластмассовые трубы вводят в щиты преимущественно сверху, но в отдельных технически обоснованных случаях допускаетсяввод снизу — из кабельных каналов.

По способу выполнения вводы в щиты делят на открытые и уплотненные. Открытые вводы применяют в нормальной среде. Они могут быть выполнены через защитные гильзы, в защитных трубах и посредством переборочных соединений. Защитные гильзы используют при вводе в щиты электрических и пневматических кабелей, стальных бесшовных, медных, алюминиевых и пластмассовых трубных проводок без защитных оболочек, а также капилляров манометрических термометров. При этом кабели и капилляры манометрических термометров вводят через сальники. Пластмассовые трубы и электропроводки в защитных трубах вводят в щиты без гильз. Переборочные соединения применяют при вводе трубных проводок (за исключением защитных) через стенки щитов.

Уплотненными выполняют вводы трубных и электрических проводок в герметизированные щиты, в щитовые помещения из помещений взрывои пожароопасных, пыльных, сырых, особо сырых и с химически активной средой. Для уплотненных вводов используют защитные гильзы, которые герметично монтируют в бетонных перекрытиях, а к металлическим перекрытиям их приваривают.

Уплотненные вводы через стенки щитов делают так же, как и открытые, но с герметизацией переборочных соединений и сальников. Для уплотнения ввода защитных труб на расстоянии 0,5… 1 м перед вводом электропроводок в щиты, пульты и щитовые помещения устанавливают уплотнительные электрофитинги или тройники, которые после затягивания электропроводок в защитные трубопроводы заливают разогретой кабельной массой. Электрофитинги устанавливают таким образом, чтобы заливная горловина электрофитинга находилась в верхнем положении.

Трубы, кабели и провода, вводимые в щиты и пульты, закрепляют вблизи места их ввода или у присоединительных устройств. Трубы, подходящие к щитам, с трубами, проложенными внутри щитов, соединяют разъемными (резьбовыми) соединениями.

Подводимые к щитам кабели и провода подключают к сборкам зажимов. Компенсационные. провода подключают непосредственно к приборам с компенсационными устройствами, минуя сборки зажимов. Монтируют концевые заделки кабелей и проводов, а также оконцовывают их внутри щитов и пультов в соответствии с известными правилами. При этом необходимо предусматривать соответствующий запас по длине жил кабелей и проводов для возможного повторного подключения в случае обрыва жилы кабеля или провода у контактного винта.

Поток пневмокабелей и пучков пластмассовых труб, подводимых к щитам сверху, прокладывают вдоль щитов в закрытых металлических коробах или открытых лотках. На лотках из угловой стали или перфорированной полосы пневмокабели крепят монтажными скобами. При этом расстояние между точками крепления не должно превышать 0,5 м. В случаях, если рабочая температура превышает 30° С, пневмокабели прокладывают без крепления к коробам или лоткам.

Спуски пневмокабелей или пластмассовых труб из короба или лотка к отдельным панелям щита выполняют через отверстия в коробе или лотке. При вводе пневмокабеля и пластмассовых труб в щиты шкафного типа сверху применяют защитные гильзы.

В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных, а также в наружных установках все щиты и пульты, к которым подведен переменный ток с номинальным напряжением более 36 В или постоянный ток напряжением 110 В, заземляют. Во взрывоопасных помещениях заземляют все щиты и пульты независимо от подведенного к ним напряжения. Заземляющий медный или алюминиевый провод присоединяют к заземляющей скобе щитов и пультов болтом или винтом. Скобу и заземляющий провод тщательно зачищают до металлического блеска и смазывают бескислотным вазелином.

В многопанельных щитах все панели должны иметь между собой надежный электрический контакт. Для этого, если панели щита собраны на общей подщитовой раме из швеллера, соединяют каждую панель с рамой перемычкой из полосовой стали с размерами поперечного сечения не менее 15×3 мм. Перемычки приваривают к узлу заземления панели и ребру швеллера или присоединяют к болту узла заземления панели. При отсутствии на панелях скоб заземления перемычки приваривают к нижнему борту панели.

В качестве дополнительных заземляющих проводников используют металлоконструкции зданий (колонны, фермы), металлоконструкции производственного назначения (шахты лифтов, подкрановые пути), стальные защитные трубы электропроводок, металлические трубопроводы, а также свинцовые и алюминиевые оболочки кабелей.

Заземляющий провод присоединяют к металлоконструкциям, трубопроводам и другим заземляющим проводникам только электросваркой.

При монтаже щитов и пультов необходимо соблюдать правила охраны труда. Перемещать и устанавливать щиты и пульты без принятия мер, предупреждающих их опрокидывание, не допускается.

Во избежание опрокидывания собранные блоки щитов до их постоянного закрепления на полу или у стен временно скрепляют между собой и ближайшей стеной.

В целях предупреждения травмирования рук запрещается проверять пальцами совпадение отверстий в сочленяемых панелях щитов.

В местах возможного передвижения рабочих должны быть предусмотрены проходы достаточной ширины. Рабочие места не следует загромождать излишками материалов, ненужным инструментом и приспособлениями. Каналы в местах прохода, а также отверстия в междуэтажных перекрытиях необходимо сплошь закрывать прочным дощатым настилом или ограждать перилами высотой не менее 1 м.

При использовании пространства под щитом для подвода и раскладки труб и кабелей, вводимых в щит, на нижнюю внутреннюю раму щитов должен быть уложен прочный настил (пол).

Для безопасной эксплуатации все открытые части щитов, к которым подведено напряжение более 12 В, защищают глухими сетчатыми или дырчатыми ограждениями. Ограждения должны быть такой конструкции, чтобы исключалась возможность их снятия без применения специально предназначенного для этой цели инструмента.

При монтаже приборов и средств автоматизации следует учитывать следующее. В монтаж принимают приборы и средства автоматизации, прошедшие стендовую проверку и снабженные протоколами проверки по действующей форме. Перед приемом в стендовую проверку устанавливают:

отсутствие видимых механических повреждений; соответствие технических характеристик проектным спецификациям;

соответствие комплектности аппаратуры спецификации проекта и комплектовочным ведомостям;

наличие непросроченных клейм органов Госстандарта; наличие неповрежденных гарантийных клейм заводов-изготовителей;

наличие полного комплекта заводской технической документации.

Приборы и средства автоматизации, не удовлетворяющие хотя бы одному из перечисленных требований, в стендовую проверку не принимают.

Стендовая проверка представляет собой комплекс проверок отдельных характеристик и элементов приборов и средств автоматизации, необходимых для обнаружения возможных неисправностей, вызванных условиями хранения и транспортировки приборов и средств автоматизации.

При стендовой проверке проверяют: целостность электрических и трубных цепей; сопротивление изоляции; основную приведенную погрешность; срабатывание регулирующей части и переключателей; работу механизма передвижения диаграммной бумаги и качество записи.

Стендовую проверку проводят специализированные организации, выполняющие работы по наладке приборов и средств автоматизации, методами, принятыми в этих организациях с учетом требований инструкций Госстандарта и заводских монтажно-эксплуатационных инструкций на приборы и средства автоматизации.

Входящие в комплект приборов и средств автоматизации специальные инструменты, принятые от заказчика, возвращают ему полностью при сдаче работ.

Принимаемые проверенные приборы и средства автоматизации должны быть подготовлены для доставки к месту монтажа; подвижные системы арретированы; присоединительные устройства защищены от попадания в них влаги, грязи и пыли.

Приборы и средства автоматизации могут быть установлены только после письменного разрешения заказчика, гарантирующего их сохранность.

Приборы и средства автоматизации должны размещаться по проекту. Их монтаж должен обеспечить точность измерений, предусмотренных паспортами, свободный доступ к приборам и их запорным и настроечным устройствам (кранам, вентилям, переключателям, рукояткам настройки и т. п.).

В местах установки приборов и средств автоматизации, малодоступных для монтажа и эксплуатационного обслуживания, должно быть до начала монтажа закончено сооружение лестниц, колодцев и площадок в соответствии с рабочими чертежами строительной части проекта.

Приборы и средства автоматизации монтируют при температуре окружающего воздуха и относительной влажности, оговоренных в монтажно-эксплуатационных инструкциях заводов-изготовителей.

Приборы и средства автоматизации на несущих конструкциях (стенах, щитах, металлоконструкциях, фундаментах ит. п.) должны закрепляться стандартными крепежными изделиями без сорванных резьб, шлицев и граней с затяжкой резьбовых соединений до отказа.

При наличии вибраций в местах установки приборов резьбовые соединения должны иметь приспособления, исключающие самопроизвольное их отвинчивание (пружинные шайбы, контргайки, шплинты и т. п.).

Крепление приборов и средств автоматизации на технологическом оборудовании и трубопроводах не должно нарушать герметичность трубопроводов и аппаратов, на которых их устанавливают. Материалы прокладок и набивок, необходимые при установке приборов и средств автоматизации, должны быть предусмотрены проектом в соответствии с условиями работы приборов и средств автоматизации.

В сельскохозяйственном производстве наиболее часто приходится монтировать приборы для измерения температуры. При этом необходимо выполнять следующие требования. Чувствительные элементы жидкостных термометров, термосигнализаторов, термобаллонов манометрических термометров, термопар и термометров сопротивления должны располагаться в центре потока измеряемой среды.

Капилляры манометрических термометров по всей длине прокладки защищают от механических повреждений. Конструкция защитного устройства должна обеспечивать легкий доступ к капилляру для осмотра или извлечения его для ремонта.

Термопары, термометры сопротивления и термобаллоны манометрических термометров можно устанавливать в местах, недоступных для постоянного наблюдения, но следует обязательно учитывать при установке приборов возможность их периодического осмотра, проверки и ремонта.

Не допускается устанавливать термодат ки в места*>, подверженных сильной вибрации, воздействию агрессивных паров, газов, а также в местах с повышенной влажностью.

Все виды термометров и термопар устанавливают на трубопроводах и аппаратах при помощи устройства, называемого бобышкой. Существует большое разнообразие бобышек, предназначенных для разных типов термометров, термопар и различных случаев их установки. Бобышки отличаются длиной, углом скоса, размерами резьбы. Для установки ртутных термометров применяют прямые и скошенные под углом 30 или 45° бобышки различной длины с трубной цилиндрической резьбой ³// или М27×1,5, так как эту установочную резьбу имеют стандартные защитные оправы. Длину под углом скоса бобышки выбирают в зависимости от диаметра трубопровода, на котором устанавливают термометр, и его длины.

Для монтажа термометра сопротивления и термопар применяют прямые бобышки и скошенные под углом 30 и 45° различной длины с трубной цилиндрической резьбой 1″ или М33×2, так как эту резьбу имеют стандартные защитные чехлы термометров сопротивления и термопар. Длину бобышки или угол ее скоса выбирают так же, как и в предыдущем случае. Для установки термобаллонов манометрических используют бобышки с трубной цилиндрической резьбой 1 V," или М48×2, так как эту резьбу имеют установочные гайки термобаллонов манометрических термометров.

Помимо размеров длины и угла скоса бобышки различают по их конструктивным особенностям в зависимости от давления, на которое они рассчитаны. Существуют бобышки на условное давление 64 кгс/см² и бобышки на высокое давление.

Провода к термодатчикам подводят в гибких шлангах или защитных трубах. Вторичные приборы для измерения температуры монтируют главным образом на щитах и иногда на специальных металлических конструкциях в соответствии с монтажно-эксплуатационной инструкцией на прибор.

Термодатчики необходимо устанавливать в местах, где отсутствуют завихрения и возмущения потока измеряемой среды. Практически это означает, что место установки термодатчика должно находиться от дроссельных сопротивлений (задвижек, вентилей, сужающих устройств, обратных клапанов и т. д.) на расстоянии не менее двух-трех диаметров трубопроводов.

Условие правильного восприятия температуры — это установка термопар в местах, исключающих их дополнительный нагрев от посторонних источников теплоты. Если это по каким-либо причинам невозможно, следует установить защитный экран или нанести теплоизоляцию, чтобы надежно защитить термопару от воздействия посторонних источников теплоты.

Не рекомендуется устанавливать термопары в колодцах, нишах и других местах, где затруднена циркуляция воздуха, так как при этом значительно повышается их инерционность.

Кроме того, при установке термодатчиков необходимо учитывать условия их эксплуатации. Ртутные и контактные термометры следует устанавливать в местах, доступных постоянному наблюдению, имеющих достаточную освещенность и исключающих возможность случайного механического повреждения приборов. Термометры необходимо устанавливать на высоте 1,5… 1,8 м от пола, а в тех случаях, когда это невозможно, делать соответствующие площадки, лесенки и другие конструкции, обеспечивающие удобное наблюдение за показаниями термометров.

Не следует устанавливать термометры в непосредственной близости от пола, в узких проходах и других труднодоступных местах, так как это затрудняет контроль за их показаниями и значительно увеличивает возможность случайного механического повреждения приборов.

После выполнения всех операций по монтажу оборудования, приборов и средств автоматизации осуществляют проверку. Правильно выполненный монтаж должен обеспечивать соединение всех приборов и средств автоматизации в работоспособные системы контроля, регулирования и управления в соответствии с проектом автоматизации, а также отвечать специальным требованиям ГОСТа и монтажно-эксплуатационных инструкций заводов-изготовителей аппаратуры.

Технология и организация работ должны предусматривать совмещенное проведение монтажных и наладочных работ, чтобы сократить сроки ввода объекта в эксплуатацию.

Монтаж приборов и средств автоматизации состоит из трех стадий: прокладка кабельных и трубных командных линий по строительным конструкциям и эстакадам; установка и обвязка щитов, пультов и штативов в помещениях контрольно-измерительных приборов, монтаж импульсных трасс; обвязка преобразователей. Соответственно на три стадии разбивают и совмещенную с монтажом проверку монтажных работ. По всем смонтированным узлам и конструктивным элементам монтажники составляют протоколы проверки сопротивления изоляции электрических и герметичности (опрессовки) трубных линий.

На каждой стадии проверку выполненного монтажа начинают внешним осмотром: устанавливают наличие проектных маркировок кабельных и трубных линий, а также отдельных цепей на приборах, зажимных сборках, переборочных соединениях, соединительных коробках и т. д.; наличие требуемых уклонов импульсных линий; наличие запорной арматуры и площадок обслуживания; состояние аппаратуры и соединительных линий.

Правильность соединения элементов системы автоматизации проверяют двумя методами. Непосредственно прослеживают электрические и трубные линии, определяя правильность коммутации элементов системы и их взаимное расположение, состояние линии на всем ее протяжении, возможные электрические влияния со стороны соседних цепей. Этот метод неприменим при большом числе параллельно идущих линий и цепей, при взаимном удалении элементов систем.

Второй метод основан на прозвонке электрических цепей. Прозвонка предусматривает образование электрической цепи, в которую входят источник тока и индикатор, объединенные в комбинированный прибор, и проверяемый участок цепи. Комбинированный прибор подключают к проверяемой жиле кабеля проводом с помощью щупа. В качестве второго проводника цепи используют контур заземления, известные жилы кабеля или провод жгута. Комбинированный прибор будет давать показания отличные от нуля в том случае, если щуп подключен ко второму концу заземленной жилы. При прозвонке разветвленных цепей отключают все параллельные провода или жилы, через которые может образоваться электрическая цепь в обход проверяемой.

В практике применяют специальные устройства для прозвонки цепей. В корпус такого устройства помещены две батарейки, служащие источником питания, и лампа накаливания. Один из полюсов выведен на щуп, а другой через гибкий проводник — на зубчатый зажим.

Известный конец проверяемой жилы подключают к контуру заземления или известному проводу. При контакте щупа с проверяемой жилой лампа загорается.

При большом объеме работ прозвонку цепей осуществляют два наладчика при помощи телефонных трубок, одна из которых снабжена источником питания. При отыскании проверяемой жилы или провода наладчики слышат по образовавшейся цепи друг друга.

При прозвонке электрических цепей в качестве второго провода желательно использовать известный проводник, так как при использовании в качестве проводника контура заземления проверяющий не гарантирован от ошибок, вызванных случайным заземлением каких-либо других жил проводов проверяемого кабеля или жгута.

По окончании прозвонки наладчики проверяют соответствие выполненного монтажа внешних цепей схемам внутренних соединений подключенной аппаратуры. Все нарушенные во время прозвонки резьбовые соединения и контакты по окончании проверки монтажа подтягивают. Приборы, аппаратуру, соединительные коробки и переборочные соединения закрывают крышками.

Контрольные вопросы. 1. Каковы основные отличительные операции монтажа панельных и шкафных распределительных щитов? 2. Как выполняют вводы в щиты? 3. Как выполняют заземления шкафов? 4. В чем заключается стендовая проверка приборов и средств автоматизации? 5. Как монтируют датчики температуры? 6. Для чего нужны бобышки? 7. Как проверяют правильность монтажа? 8. Как выполняют прозвонку электрических цепей?