Como fazer e executar você mesmo um pequeno projeto de instalação elétrica

No processo de operação de instalações elétricas ou melhoria do funcionamento de equipamentos, às vezes é necessário realizar de forma independente pequenos trabalhos de instalação e comissionamento sem a participação de organizações especializadas que realizam projetos dessas instalações elétricas sob encomenda com sua posterior instalação.

Antes de iniciar esses trabalhos, é necessário estabelecer sua conveniência, formular claramente a tarefa, coletar dados iniciais, determinar o escopo de equipamentos, dispositivos, produtos de cabos e fiação, materiais de instalação, etc., pensar em locais para instalar dispositivos elétricos, conectá-los à rede elétrica e modos de operação de emergência, questões de segurança elétrica, custo do trabalho.

Projetar é um processo criativo e não pode ser estritamente regulamentado, mas é necessário levar em consideração uma série de restrições e diretrizes fornecidas em diversas literaturas normativas e de referência e condições locais para a implementação do projeto.Trata-se de uma série de documentos que são básicos e determinam todo o processo de projeto, instalação e operação de equipamentos elétricos: Regras para Instalação Elétrica (PUE), Normas e regras de construção (SNiP), Regras de operação técnica (PTE), Regras de segurança (PTB).

O design em si consiste em várias etapas obrigatórias. A primeira é definir e preparar a tarefa. A formulação do problema é realizada por trabalhadores de serviços relacionados - mecânicos, tecnólogos, etc. Se se trata da melhoria da própria instalação elétrica, a declaração do problema é realizada por eletricistas. A tarefa é elaborada após uma consideração cuidadosa da situação.

Quanto mais cuidadosamente pensada a tarefa, mais bem-sucedidos serão o design e a instalação subsequentes. A tarefa deve refletir a situação existente, a situação e também preparar esboços detalhados, por exemplo, instalações, edifícios. A tarefa define uma tarefa específica que reflete uma necessidade real: aumentar a produtividade e a segurança do trabalho, economizar energia elétrica, água, combustível, etc., melhorar a qualidade do controle de nível, pressão, temperatura, instalar equipamentos de controle e sinalização em alguma sala, usar um determinado tipo de equipamento, etc.

Por exemplo, na FIG. 1 mostra esquematicamente o abastecimento de água dos nós tecnológicos da oficina. Existe um tanque de pressão constante e armazenamento de água 1 localizado no telhado do prédio e equipado com um tubo de descarga 2. A água entra no tanque através do tubo de abastecimento 3 da bomba 4. O nível de água no tanque é monitorado pelo pessoal da oficina . Quando o nível da água se aproxima do limite superior, o excesso de água flui pelo tubo 2 para o esgoto.

Arroz. 1.Sistema de abastecimento de água com água de processo

Este sistema tem uma série de desvantagens. Aqui há um consumo excessivo significativo de água, pois o pessoal de trabalho nem sempre percebe o transbordamento do tanque, e desligar a bomba nem sempre é lucrativo, pois com o consumo constante de água do tanque para necessidades tecnológicas, o nível gotas e a água é perdida.

Se a bomba não for desligada para funcionar continuamente e o abastecimento de água for regulado pela válvula 5 da tubulação 4, mesmo com esse método não há garantia de que não haverá vazamento de água devido à inconsistência do fluxo de água do tanque. Além disso, há um consumo excessivo de eletricidade e desgaste da bomba em funcionamento constante 6.

É necessário definir a tarefa geral do trabalho planejado:

• reduzir o consumo e o consumo excessivo de água;

• redução da sobrecarga de energia;

• reduzindo o desgaste da bomba e seu motor elétrico;

• melhoria das condições de trabalho;

• não distrair a atenção da equipe, trabalhadores de realizar seu trabalho principal;

• melhorar a qualidade do abastecimento de água.

Como você pode ver, para este simples sistema de abastecimento de água, você pode definir uma série de metas eficazes, cuja realização melhorará significativamente a operação e a economia do sistema.

A coleta de dados inicial mostrou que a bomba instalada está equipada com um motor elétrico 4A80A2 com dados nominais: velocidade de rotação 2850 rpm, tensão alternada 380 V, 50 Hz, 3,3 A, eficiência-0,81, cosφ = 0,85, Azn = 6,5; tanque com capacidade de 1,5 m3 (o tanque não é aterrado), alimentando 1 tubulação com diâmetro de 42 mm.

Após as etapas de definição do problema e coleta dos dados iniciais, é necessário analisá-lo, traçar a direção desejada para a resolução do problema e tomar uma decisão.

O problema pode ser resolvido instalando um regulador de nível do tubo de alimentação no tanque. Mas tal solução não pode ser considerada satisfatória, pois, resolvendo o problema de regulagem de nível, não atendemos de forma alguma aos requisitos de economia de energia e redução do desgaste da bomba.

É possível instalar uma válvula de controle na tubulação com um atuador elétrico controlado por sensores de nível no tanque. Aqui existem desvantagens do método anterior, bem como aumento do consumo de equipamentos elétricos.

Da discussão dessas opções, segue-se claramente: o nível no tanque deve ser controlado ligando a bomba quando o nível da água baixar e, claramente, o acionamento deve ser automático.

Então é necessário formular a tarefa, ou seja. define o escopo do projeto. Ao projetar, você deve:

1) desenvolver um diagrama esquemático da alimentação e proteção do motor elétrico;

2) desenvolvimento de um diagrama esquemático do controle automático;

3) desenvolvimento de um diagrama esquemático de alarmes;

4) selecionar equipamentos elétricos e de controle e sinalização;

5) elaborar plantas e tipos de arranjo de equipamentos e aparelhos elétricos;

6) elaborar esquemas elétricos ou, como também são chamados, esquemas elétricos e conexões;

7) selecione produtos de cabos e cabos e produtos de instalação;

8) se não for possível usar métodos padrão para instalação de equipamentos e instalação de fios elétricos, os esboços correspondentes são preparados;

9) colocar os equipamentos elétricos e equipamentos de controle e sinalização na planta baixa usando símbolos;

10) elabora um plano de produção de trabalho, comissionamento da instalação elétrica;

11) fazer uma avaliação, ou seja, determina o custo do equipamento e, se necessário, o custo do trabalho de instalação.

O próprio projeto consiste no desenvolvimento da composição dos meios técnicos, cujo trabalho corresponde a todos os pontos dos requisitos da tarefa. As conexões (esquemas) desses dispositivos devem fornecer os algoritmos especificados para a operação da instalação elétrica com a máxima eficiência e segurança para o pessoal. Portanto, neste caso, o esquema de fornecimento de energia foi insatisfatório e precisa ser redesenhado.

Vamos mostrar o processo de design na sequência acima, parágrafos numerados.

1. Para acionar o motor elétrico, ou seja. E. para conversão de eletricidade, é necessário um acionador de partida, para o qual usamos um acionador de partida magnético do tipo PME-122. O tipo de partida depende da corrente nominal do motor. Com nossa corrente de 3,3 A, a corrente nominal mais próxima do starter é de 10 A, o que é refletido pelo primeiro dígito em seu tipo.

Além disso, como o starter é instalado em ambiente interno, ele deve ter uma caixa protetora - este é o número 2 no tipo de starter (paralelamente, informaremos que 1 é um starter sem estojo, 3 é protegido contra poeira, o grau de proteção é IP54).

Além disso, o motor elétrico deve ter proteção contra sobrecarga, e isso é feito por meio de um relé térmico elétrico. O starter possui esse relé, seu tipo é TRN-10.A presença de proteção térmica no tipo de partida é refletida pelo terceiro dígito, neste caso — 2 (1 — partida irreversível sem proteção, 2 — irreversível com proteção, 3 — reversível sem proteção, 4 — reversível com proteção).

Escolhemos a corrente padrão do relé térmico - 4 A, ou seja, o mais próximo maior que a corrente do motor. Como o relé tem a capacidade de regular a corrente de operação dentro de pequenos limites, colocamos no projeto uma indicação do valor dessa regulação de acordo com a corrente de carga durante o funcionamento normal do motor elétrico.

Para além deste tipo, existem outros aperitivos, por exemplo Série PML com relés térmicos elétricos embutidos RTL. No nosso caso, seria possível utilizar uma partida PML-121002V, porém ela não atende a alguns requisitos por parte do circuito de controle, que serão discutidos no parágrafo 3 do projeto.

Além disso, a linha de alimentação da bomba também precisa de proteção contra correntes de curto-circuito, bem como um dispositivo que possibilite desconectar a partida e o motor elétrico da rede de alimentação, se necessário. Esses requisitos podem ser atendidos com um disjuntor como tipo AP50B-ZMconectando-o em série com o motor de partida no lado da alimentação.

O esquema desenvolvido, via de regra, é desenhado no papel (Fig. 2).

Arroz. 2. Diagrama de alimentação da bomba

Como a proteção contra sobrecarga é fornecida pelo starter, o disjuntor fornecerá proteção contra correntes de curto-circuito.Levando em consideração a corrente operacional do motor e a corrente do relé térmico do starter, a corrente nominal do disjuntor deve ser de pelo menos 4-6 A e, para compensar a corrente do relé térmico, a corrente de disparo do a liberação deve ser um passo ou dois acima.

Como a corrente nominal do disjuntor AP50B -ZM é de 50 A, ela atende aos requisitos necessários e a corrente operacional do relé de corrente é tomada em uma escala de valores padrão de -10 A.

2. Um diagrama esquemático para controle automático de bombas é desenvolvido com base em esquemas típicos e geralmente aceitos.

Por exemplo, na FIG. 3 e mostra um esquema do controle manual realizado através dos botões «Start» (contato aberto) e «Stop» (contato aberto).

Arroz. 3. Projeto do esquema de controle

Quando o botão «Start» é pressionado, a tensão através do contato fechado do botão «Stop» é fornecida à bobina do motor de partida KM, que é acionada e fecha seus contatos. Um dos contatos está conectado em paralelo com o botão «Iniciar», portanto, após soltar este botão, a alimentação da bobina será fornecida através deste contato, denominado contato auxiliar.

Para desligar o starter, é pressionado o botão «Stop», cujo contato se abre e interrompe o circuito de alimentação da bobina, que libera seus contatos.

Para fins de automação, é possível conectar o contato de nível inferior do sensor de nível NU SL em paralelo com o botão SB2 (Fig. 3, b).

Quando a água atingir o nível LP, o sensor ligará o motor de partida e a bomba. No entanto, neste esquema não há desligamento automático da bomba quando o nível da água ultrapassa a marca OU. Portanto, é necessário inserir o segundo contato do sensor SL no circuito de controle.É claro que esse contato deve estar aberto e, como sua ação é semelhante ao botão «Stop», conectamo-lo sequencialmente a esse botão (Fig. 3, c).

Neste esquema, controles manuais e automáticos são combinados em circuitos elétricos comuns. No entanto, isso é inconveniente e essa duplicação não é racional, portanto, como regra, essas cadeias são divididas. A separação é feita com um interruptor. O diagrama correspondente é mostrado na fig. 3, d.

A chave SA introduzida tem três posições de chave — controle manual (P), desligado (O) e controle automático (L). A posição O é necessária para desabilitar o circuito durante reparos, avarias e outros casos, um dos quais é descrito abaixo.

O esquema acima é usado quando existe uma faixa adequada entre os parâmetros controlados, neste caso, o nível, por exemplo, 0,5-1 m. Este esquema evita iniciar a bomba com muita frequência. Também pode ser utilizado para outros fins, por exemplo, para regular a temperatura ambiente.

Mas no nosso caso, o nível no tanque deve ser mantido em um nível, e o esquema indicado pode ser simplificado, pois neste caso será desnecessariamente complicado tecnicamente devido ao maior número de sensores. Essa desvantagem pode ser evitada se o esquema projetado estiver vinculado às características do equipamento utilizado.

Por exemplo, um certo ganho pode ser obtido usando uma chave de nível flutuante tipo RP-40. O relé contém em seu projeto interruptores de mercúrio, que são acionados com um certo atraso, devido ao tempo de vazamento do mercúrio no dispositivo de contato. Isso torna possível alcançar a falha do relé em uma pequena faixa, o que é necessário.Nesse caso, é de 20 a 25 mm, o que satisfaz a precisão de manter o nível de acordo com os requisitos tecnológicos de produção.

Se utilizar outros sensores de nível, por exemplo DPE ou ERSU, eles são acionados imediatamente, e para evitar partidas frequentes da bomba, seria necessário introduzir um relé de tempo no circuito de controle para retardar a resposta, e isso já é um complicação do circuito. Portanto, a seleção habilidosa de equipamentos permite resolver muitos problemas já na fase de projeto.

O diagrama com o relé flutuante RP-40 é mostrado na fig. 3, e. Aqui é necessário explicar a mudança nas posições de comutação do comutador SA. O fato é que um interruptor do tipo PKP10-48-2 adequado aceito para instalação possui os fechamentos de contato mostrados na fig. 3, e e não é o mesmo que foi originalmente assumido no desenvolvimento do circuito da FIG. 3, d. Mas ambos os esquemas para fechar os contatos do interruptor são funcionalmente equivalentes.

Em seguida, você precisa fornecer um circuito de alarme. Nesse caso, uma situação de emergência é uma falha da bomba quando o nível da água no tanque cai abaixo do nível permitido. Recebemos a sinalização sonora através de uma chamada, por exemplo, do tipo ZP-220.

Uma vez que tem de reagir a uma diminuição do nível, ou seja. para fechar o contato do sensor SL, bem como o contato do starter KM, o circuito aqui será o mais simples e consistirá em contatos conectados em série do sensor e o contato aberto do starter KM. Agora, todos os esquemas desenvolvidos podem ser resumidos em um desenho (Fig. 4), que é um diagrama esquemático do equipamento elétrico e controle automático da bomba do sistema de abastecimento de água.

Arroz. 4.Esquema de alimentação e controle da bomba

Todos os circuitos no diagrama entre contatos e dispositivos são marcados com os números 1,3, 5, etc. O diagrama mostra que ele usa contatos auxiliares do starter KM - uma marca e uma quebra. Mas como as partidas da série PML de até 10 A possuem apenas um desses contatos - fechamento ou abertura, e é impraticável introduzir um relé intermediário no circuito de controle devido à sua complexidade, neste caso uma partida com um grande número de contatos auxiliares deve ser adotado para instalação e, para este propósito, o starter da série PME que foi selecionado anteriormente é adequado. Outros starters do projeto requerido podem ser usados. O botão SB pode ser aceito como PKE 722-2UZ.

3. O terceiro estágio do projeto não é separado em separado por causa de sua simplicidade e unidade do circuito com o circuito de controle.

4. A seleção dos equipamentos elétricos no circuito desenvolvido, conforme demonstrado, pode ser feita já no processo de desenvolvimento de circuitos, o que permite o aproveitamento mais completo de sua funcionalidade e o desenvolvimento de circuitos simples e econômicos que aproveitam ao máximo todos possibilidades do equipamento.

Outra opção também é possível: a seleção de equipamentos de acordo com esquemas prontos. Mas essa abordagem às vezes leva a complicações técnicas, por exemplo, a um aumento no número de relés intermediários devido ao gasto excessivo de contatos em circuitos em um projeto puramente teórico. Conclui-se que, antes de prosseguir com o projeto, é necessário estudar cuidadosamente as características, o projeto e as capacidades do equipamento elétrico.Isso é necessário no projeto de circuitos mais complexos, quando não é possível no processo de projeto delinear tipos específicos de equipamentos elétricos em paralelo e de forma intuitiva.

5. Além disso, com base na localização específica e localização dos equipamentos tecnológicos, são elaboradas as vias de acesso aos mesmos e as localizações da proposta de localização dos equipamentos elétricos, planos e tipos de disposição dos equipamentos e equipamentos elétricos.

Nesse caso, o plano seria extremamente simples e não carregaria o máximo de informações. Portanto, é mais conveniente desenhar uma vista frontal da parede da sala próxima à bomba, onde está localizado tudo projetado, são representados produtos de instalação auxiliares, por exemplo, caixas de distribuição, bem como rotas para fiação elétrica (Fig. 5 ) . Um relé flutuante RP-40 é montado no tanque (Fig. 5).

Arroz. 5. Diagrama de instalação

6. Os diagramas de conexões e conexões trazem informações de natureza puramente prática sobre como e com que fiação conectar as braçadeiras dos equipamentos elétricos. Eles são compilados com base em diagramas esquemáticos e no processo de fiação de campo real são usados ​​como um documento básico, e os diagramas esquemáticos atuam neste ponto como uma referência e são usados ​​quando surgem ambiguidades. Todos os esquemas juntos servem como documentação operacional.

O diagrama para o nosso exemplo é mostrado na Fig. 6. Os diagramas de fiação de todos os dispositivos elétricos projetados e braçadeiras para conectar fios externos são mostrados aqui. De acordo com o diagrama do circuito na fig. 4, os grampos desses dispositivos estão conectados.No processo de conexão, são revelados os caminhos mais curtos para a colocação de fios elétricos, a necessidade de alongamento e caixas de distribuição.

Arroz. 6. Diagrama de fiação do equipamento elétrico

Na fig. 6, a necessidade de uma caixa de junção surgiu em conexão com a necessidade de conexões inter-hardware, uma vez que as conexões dos cabos devem ser feitas sob os suportes dos parafusos. Isso se deve ao fato de que serão utilizados fios de alumínio, cuja soldagem é difícil e até impossível para pequenas seções transversais e, além disso, as conexões parafusadas são feitas rapidamente e permitem várias religações no futuro para inspeções e manutenções.

Como foram necessários sete grampos para as conexões, uma caixa de junção do tipo KSK-8 com oito grampos de dupla face à prova de poeira (grau de proteção IP44) é adotada para instalação. Ao final do projeto das conexões entre os dispositivos, são identificadas as linhas de cabos que contêm o número necessário de núcleos.

Nesse caso, é necessário levar em consideração alguns outros requisitos. Por exemplo, como já mencionado, a caixa d'água não é aterrada. No entanto, agora, em conexão com a instalação de um aparelho elétrico - o relé RP-40, o tanque deve ser aterrado de acordo com os requisitos de segurança elétrica.

O aterramento pode ser feito com um fio de aterramento especial feito de aço redondo com diâmetro de 6 mm, conectado ao circuito de aterramento da oficina.

Outra maneira é possível - como o relé RP-40 não consome eletricidade e é um dispositivo de controle, para aterrar, você pode usar o loop de aterramento da fonte de energia (subestação do transformador), e o fio aqui será o fio neutro de a rede elétrica e a terra já estarão desaparecendo — também uma medida eficaz de proteção contra choque elétrico.Para isso, na fiação entre a caixa XT e o relé SL, fornecemos um terceiro fio, de um lado conectado ao neutro e do outro ao corpo do relé.

7. Ao final da elaboração dos diagramas, são selecionados tipos específicos de fiação - marcas de fios e cabos, métodos de colocação, comprimentos medidos na planta baixa ou em espécie, e tudo isso aplicado ao desenho. A seção transversal é selecionada de acordo com o PUE para a corrente de carga permissível a longo prazo, a capacidade de carga do cabo deve ser maior que a corrente de carga, neste caso, mais que a corrente do motor.

Do motor de partida ao motor elétrico, a fiação deve ser protegida contra danos mecânicos, o que geralmente é feito com um tubo de aço soldado eletricamente com espessura de parede de pelo menos 2 mm.

Um tubo de aço, via de regra, é colocado nas paredes em locais sujeitos a cargas mecânicas e danos, e em todos os outros locais, bem como no piso de concreto, como em nosso exemplo, são utilizados tubos de plástico de diâmetro apropriado. Para pequenas distâncias é permitido o uso de uma única peça de tubo de aço.

A fiação elétrica da chave de partida até a caixa XT é feita com fios em uma mangueira de metal disposta ao longo da parede com braçadeiras. A fiação para o botão e o interruptor é feita da mesma maneira.Você pode colocar um cabo na conversa.

Quanto à fiação elétrica do sensor de nível do tanque, aqui aceitamos definitivamente fios em tubos de aço, pois é um requisito para fiação elétrica colocada no teto para fins de segurança contra incêndio, pois o tanque está localizado no teto da oficina.

8. A fiação na oficina é feita ao longo de rotas simples e sem quaisquer características estruturais, portanto, não são necessários desenhos especiais.

9. A compilação do tipo de arranjo do equipamento elétrico já foi realizada anteriormente, e o plano neste caso seria o mais simples, portanto não precisa de desenho especial. Equipamentos elétricos e layouts de fiação indicando locais e métodos de instalação destinam-se a um número maior de equipamentos - conforme mostrado no exemplo de projeto a seguir.

10. O plano de produção do trabalho e comissionamento da instalação elétrica deve determinar pelo menos a sequência do trabalho, por exemplo, determinar o tempo de trabalho sem afetar a oficina, o número de eletricistas, o processo de configuração do esquema de controle , teste da instalação elétrica instalada, operação experimental, entrega aos trabalhadores na oficina, etc.

11. Antes de elaborar um orçamento, é necessário elaborar uma especificação de equipamentos e materiais elétricos. O projeto finalizado está sujeito a aprovação.