Коробки испытательные

Коробки испытательные: назначение, конструкция, классификация и применение

Коробка испытательная (КИ) – это специализированное электроустановочное изделие, предназначенное для безопасного и удобного подключения контрольно-измерительных приборов (КИП), устройств защиты и автоматики, а также временного электропитания оборудования в цепях переменного и постоянного тока. Основная функция заключается в организации точек измерения электрических параметров (напряжения, тока, мощности, коэффициента мощности) и подачи испытательных сигналов без необходимости вмешательства в постоянную схему коммутации, что обеспечивает безопасность персонала и целостность электроустановки.

Назначение и основные функции

Коробки испытательные решают комплекс задач в процессе эксплуатации, наладки, ремонта и поверки систем релейной защиты, автоматики, учета электроэнергии и силового оборудования.

• Организация точек контроля: Обеспечение стандартизированных точек для подключения переносных приборов (вольтметров, амперметров, ваттметров, фазометров, анализаторов качества электроэнергии, осциллографов).
• Временное отключение цепей: Возможность безопасного разрыва токовых цепей (цепи тока) и шунтирования цепей напряжения для проведения процедур, например, замены счетчиков электроэнергии или трансформаторов тока без отключения нагрузки.
• Подача испытательных сигналов: Подача калиброванных токов и напряжений от испытательных комплексов (установок) на устройства релейной защиты для проверки их уставок и времени срабатывания.
• Короткое замыкание и заземление: Надежное короткое замыкание вторичных обмоток трансформаторов тока (ТТ) и заземление цепей напряжения при проведении работ для защиты от наведенного напряжения и поражения персонала.
• Коммутация схем: Возможность оперативной перекоммутации измерительных цепей (например, переключение со звезды на треугольник) для проведения различных измерений.

Конструктивные особенности и состав

Конструкция коробки испытательной представляет собой металлический или пластиковый корпус с размещенными внутри специализированными элементами. Конфигурация зависит от типа и назначения.

Основные компоненты:

• Корпус: Изготавливается из термостойкого негорючего пластика (поликарбонат, ABS) или металла (алюминий, сталь) с порошковой окраской. Степень защиты обычно IP20 для внутренней установки в шкафах и IP54/IP65 для навесного монтажа в промышленных условиях.
• Зажимы (клеммы): Используются винтовые зажимы с надежным контактом, часто с саморегулирующимся давлением, рассчитанные на определенное сечение подключаемых проводников (обычно от 2.5 до 6 мм²). Цветовая маркировка: токовые цепи – желтые, цепи напряжения – черные или серые, земля – зеленый.
• Испытательные гнезда (разъемы): Специальные разъемы, часто типа «банан» или унифицированные, для быстрого подключения измерительных щупов. Могут быть закрыты защитными шторками.
• Перемычки (шунты) и переключатели: Медные перемычки для закорачивания токовых цепей и переключатели (рубильники, кнопки) для коммутации цепей напряжения. Перемычки должны быть снабжены рукоятками из изоляционного материала.
• Маркировка: Четкая, стойкая маркировка всех элементов согласно принципиальной схеме (например, И1, И2 – вход/выход тока; Л1, Л2, Л3, N – фазы и нейтраль напряжения).
• Монтажная панель (рейка): Внутренняя конструкция часто предусматривает крепление на стандартную DIN-рейку 35 мм или непосредственный монтаж на щит.

Классификация коробок испытательных

1. По типу подключаемых цепей:

• Коробки испытательные токовые (КИТ): Предназначены для работы в цепях вторичного тока трансформаторов тока (ТТ). Содержат элементы для разрыва цепи, шунтирования (закорачивания) и подключения амперметра или испытательной установки.
• Коробки испытательные переходные (КИП): Универсальные коробки, совмещающие в себе функции работы как с токовыми, так и с цепями напряжения. Наиболее распространенный тип.
• Коробки испытательные для цепей напряжения (КИН): Специализированы для цепей напряжения, содержат переключатели, предохранители и точки для подключения вольтметра.

2. По способу монтажа и исполнению:

• Для монтажа на DIN-рейку: Стандарт для установки внутри распределительных шкафов, панелей релейной защиты и учета.
• Для навесного (щитового) монтажа: Имеют собственный корпус с крепежными отверстиями для установки на стене, щите или конструкции.
• Встраиваемые: Для монтажа в стандартные монтажные коробки или ниши.
• Переносные (полевые): Компактные, в защищенном корпусе, для использования в полевых условиях или на временных объектах.

3. По количеству цепей (полюсов):

Коробки выпускаются на различное число измерительных цепей: 3-полюсные (3 тока, 3 напряжения), 4-полюсные (3 тока, 3 напряжения + нейтраль), 6-полюсные (для двух систем ТТ) и т.д.

Технические характеристики и параметры выбора

При выборе коробки испытательной необходимо учитывать следующие ключевые параметры:

Параметр	Типовые значения / Описание	Примечание
Номинальное напряжение (Un)	~400/690 В, 1000 В; = 600 В	Определяет изоляцию между цепями и корпусом.
Номинальный ток (In)	Для токовых цепей: 10 А, 20 А, 30 А	Должен соответствовать или превышать вторичный ток ТТ (обычно 5А или 1А).
Номинальное импульсное выдерживаемое напряжение (Uimp)	6 кВ, 8 кВ	Характеризует стойкость к перенапряжениям.
Сечение подключаемых проводов	Гибких: 0.5 – 6 мм²; Жестких: 0.5 – 4 мм²	Важно для обеспечения надежного контакта.
Степень защиты (IP)	IP20 (для щитов), IP54, IP65 (наружное/пром. исполнение)	Защита от пыли и влаги.
Температурный диапазон	-25°C … +70°C (стандарт), -40°C … +85°C (расширенный)	Для работы в неотапливаемых помещениях и на улице.
Материал корпуса	Пластик (ПК, ABS), Металл (Al, сталь)	Пластик – для щитов, металл – для повышенной механической защиты.
Стандарт монтажа	DIN-рейка 35 мм, навесной монтаж	Определяет способ установки.
Количество цепей	3, 4, 6, 8, 10, 12 и более	Зависит от сложности схемы (например, 3-фазная схема с учетом тока и напряжения требует 7 цепей: 3I+3U+N).
Наличие элементов	Перемычки, переключатели, предохранители, индикаторы	Определяет функциональность.

Принципиальные схемы подключения

Схемы подключения коробок испытательных строго регламентированы и должны соответствовать проектной документации. Рассмотрим типовую схему для 3-фазной 4-проводной системы учета.

Схема подключения переходной коробки (КИП) в цепях учета:

• Токовые цепи (I_A, I_B, I_C): Провода от вторичных обмоток ТТ (И1) подключаются на входные зажимы коробки. От выходных зажимов провода идут на токовые обмотки счетчика. Между входом и выходом организован разрыв с возможностью установки шунтирующей перемычки и точкой для подключения амперметра/испытательного комплекса.
• Цепи напряжения (U_A, U_B, U_C, U_N): Провода от шин напряжения (через предохранители или разъединители) подключаются на входные зажимы коробки. Далее, через переключатель (рубильник) или съемную перемычку, напряжение подается на счетчик. Имеется точка для подключения вольтметра. Нейтральный провод (N) коммутируется напрямую, без разрыва.

Такая схема позволяет, например, заменить счетчик: для этого устанавливаются шунтирующие перемычки в токовых цепях (чтобы не размыкать вторичную цепь ТТ), отключаются переключатели напряжения, после чего счетчик может быть безопасно демонтирован.

Нормативная база и стандарты

Производство и применение коробок испытательных регулируется рядом национальных и международных стандартов:

• ГОСТ Р 50030.1-2012 (МЭК 60947-1:2011): Аппаратура распределения и управления низковольтная. Общие положения.
• ГОСТ Р 50030.3-2010 (МЭК 60947-3:2008): Выключатели, разъединители, выключатели-разъединители и комбинации thereof.
• ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок), 7-е изд.: Глава 1.5 (Измерения электрических величин), Глава 3.4 (Учет электроэнергии).
• СО 153-34.20.501-2003: Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей.
• МЭК 61010-1: Требования безопасности для электрического контрольно-измерительного и лабораторного оборудования.

Области применения

• Распределительные устройства (РУ) 0.4-10 кВ: Шкафы учета и коммерческого учета электроэнергии (ШУ, ШКУ).
• Панели релейной защиты и автоматики (РЗА): Для периодической проверки и наладки защит (МТЗ, ДЗЛ, ДЗТ и др.).
• Системы АСКУЭ (Автоматизированные Системы Контроля и Учета Электроэнергии): В качестве точек для подключения образцовых приборов при поверке.
• Промышленные электроустановки: Для контроля параметров питания мощных электродвигателей, печей, преобразователей.
• Испытательные лаборатории и службы наладки: В составе переносных испытательных комплексов.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие коробки испытательной от обычной клеммной колодки?

Коробка испытательная – это функциональное устройство, обеспечивающее не только соединение проводов, но и безопасный разрыв, шунтирование цепей, подключение приборов через специализированные гнезда. Клеммная колодка выполняет лишь функцию электрического соединения и разветвления проводников.

Обязательно ли использовать коробку испытательную в схемах учета?

Согласно действующим редакциям ПУЭ (п. 1.5.23) и требованиям многих сетевых компаний, цепи учета должны быть оборудованы специализированными зажимами (испытательными блоками) для удобной замены счетчика и проведения проверок без отключения потребителей. Таким образом, использование КИ является де-факто обязательным для коммерческого учета.

Можно ли закорачивать вторичные цепи ТТ на клеммах самого счетчика, минуя коробку?

Технически это возможно, но крайне не рекомендуется и нарушает безопасность. Процедура требует работы с токоведущими частями под напряжением, повышает риск ошибки (размыкания цепи ТТ) и не обеспечивает стандартизированной, защищенной точки для подключения испытательного оборудования. Коробка испытательная предоставляет безопасный и регламентированный интерфейс для этих операций.

Как правильно выбрать номинальный ток коробки для цепей ТТ?

Номинальный ток токовых цепей коробки должен быть не менее номинального вторичного тока ТТ (обычно 5 А или 1 А). Рекомендуется выбирать с запасом, например, 10 А или 20 А, особенно если возможны токи короткого замыкания или длительные перегрузки во вторичной цепи.

Требуется ли периодическое обслуживание коробок испытательных?

Да. В рамках планово-предупредительных ремонтов (ППР) электроустановок необходимо:

• Визуальный осмотр на отсутствие механических повреждений, трещин, следов перегрева (оплавления, изменения цвета).
• Контроль затяжки винтовых зажимов (рекомендуется с моментом, указанным производителем).
• Проверка надежности контакта в испытательных гнездах и переключателях.
• Очистка от пыли и загрязнений.

Периодичность – не реже 1 раза в 2-3 года, а также после любых значительных коммутаций или коротких замыканий в цепи.

Что такое «испытательный блок» и чем он отличается от коробки?

Испытательный блок – это, как правило, более компактное и специализированное устройство, часто представляющее собой набор изолированных зажимов, смонтированных на общей панели, но без корпуса. Он выполняет схожие функции, но может иметь меньшую степень защиты и обычно предназначен для монтажа внутри шкафов учета. Термины часто используются как синонимы, но «коробка» обычно подразумевает законченное изделие в корпусе.

Заключение

Коробка испытательная является неотъемлемым и критически важным элементом любой современной электроустановки, где требуется контроль, измерение и испытание электрических параметров. Она обеспечивает необходимый уровень безопасности, стандартизации и удобства при проведении работ персоналом служб РЗА, метрологии и эксплуатации. Правильный выбор, монтаж и обслуживание коробок испытательных в соответствии с техническими требованиями и нормативными документами напрямую влияет на безопасность, надежность и точность учета электроэнергии в энергосистеме.