Вводы промышленные ЭРА
Вводы промышленные ЭРА: конструкция, назначение и применение в электроустановках
Промышленные вводы ЭРА представляют собой класс герметичных проходных изоляторов, предназначенных для ввода электрических проводников (кабелей, шин) через стенки, перегородки и корпуса электротехнического оборудования, работающего под давлением или в условиях агрессивной среды. Их основная функция – обеспечение надежной электрической изоляции, механической фиксации и герметизации точки прохода токоведущей жилы. Конструктивно ввод ЭРА является монолитным устройством, состоящим из металлической арматуры (фланца и токоввода), между которыми запрессован или отлит литой эпоксидный изолятор. Данная технология обеспечивает высочайшую стойкость к воздействию внутреннего давления (до 1.4 МПа и более), влаги, химических паров и механических нагрузок.
Конструктивные особенности и материалы
Конструкция промышленного ввода ЭРА является модульной и включает несколько ключевых элементов:
- Фланец (корпус): Изготавливается из стали, алюминиевого сплава или нержавеющей стали (марки 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т). Фланец имеет монтажные отверстия для крепления к оборудованию и может быть как плоским, так и со специальным подпором для сварки или приварки встык. На поверхности фланца часто наносится гальваническое покрытие (цинкование, кадмирование) для защиты от коррозии.
- Токоввод (контактный стержень): Выполняется из меди (М1), латуни (Л63) или алюминия (АД0, АД1). Концы токоввода могут иметь различную конфигурацию: резьбовую (внутреннюю или наружную) для подключения наконечников кабеля или шин, плоскую контактную площадку, отверстие под болт. Для мощных вводов токовод может быть полым для снижения потерь и улучшения теплоотвода.
- Изолятор: Сердечник ввода, формируемый методом вакуумной заливки или запрессовки компаунда на основе эпоксидных смол. Эпоксидный компаунд обладает высокой диэлектрической прочностью (не менее 25 кВ/мм), трекингостойкостью, не поддерживает горение и устойчив к широкому спектру химических реагентов. Цвет изолятора – typically коричневый или бежевый.
- Уплотнительные элементы: Для дополнительного обеспечения герметичности в месте контакта фланца с оборудованием могут применяться резиновые или паронитовые прокладки.
- У, УХЛ: Для умеренного и холодного климата (категория размещения 1 – на открытом воздухе; 2 – под навесом; 3 – в закрытых помещениях без регулирования климата).
- Т: Для тропического климата (устойчивы к плесневым грибам, повышенной влажности).
- Кабельные: С резьбовым присоединением для кабельных наконечников. Могут быть одно- или двухконцевыми (проходными).
- Шинные: С плоской контактной площадкой или отверстиями для болтового соединения с шинами.
- Смешанного типа: С одной стороны – резьба под кабель, с другой – контактная площадка под шину.
- Фланцевые (присоединительные): Крепятся болтами через отверстия во фланце. Наиболее распространенный тип.
- Приварные: Фланец предназначен для приварки встык к стенке резервуара (трансформатора, КРУ). Обеспечивают абсолютную герметичность сварного шва.
- Маслонаполненное оборудование: Силовые трансформаторы, реакторы, высоковольтные выключатели. Ввод обеспечивает герметизацию масляной системы.
- Газонаполненное оборудование (элегазовое): Комплектные распределительные устройства (КРУЭ) на SF6. Ввод рассчитан на работу под давлением элегаза.
- Сухие трансформаторы и реакторы: Для ввода кабелей в герметичные камеры или кожухи.
- Преобразовательные агрегаты: Выпрямительные и инверторные установки.
- Судовое электрооборудование: Благодаря стойкости к вибрации и влажной морской атмосфере.
- Химическая и металлургическая промышленность: Для оборудования, работающего в средах с агрессивными парами.
- Подготовка места установки: Поверхность стенки аппарата в зоне установки должна быть очищена, выровнена и обезжирена. Отверстия под болты должны совпадать с отверстиями фланца.
- Установка уплотнения: На фланец или на посадочную поверхность аппарата укладывается прокладка (резиновая, паронитовая), соответствующая чертежу.
- Крепление ввода: Ввод устанавливается на место и равномерно, крест-накрест, затягиваются монтажные болты с моментом, указанным в паспорте. Неравномерная затяжка может привести к перекосу и нарушению герметичности.
- Подключение проводника: К токовводу подключается кабель (через опрессованный или болтовой наконечник) или шина. Место соединения должно быть затянуто с рекомендуемым моментом. Для шинных вводов необходимо обеспечить компенсацию температурных расширений шины.
- Проверка герметичности: После установки ввода на оборудование, заполненное средой (масло, элегаз), проводится контроль давления и, при необходимости, течеискание.
- Высокая механическая прочность и стойкость к вибрации.
- Абсолютная герметичность, обеспечивающая защиту внутренней среды аппарата.
- Отличные диэлектрические характеристики и трекингостойкость.
- Химическая стойкость и негорючесть эпоксидного изолятора.
- Длительный срок службы (25 лет и более) при соблюдении условий эксплуатации.
- Относительно компактные размеры по сравнению с фарфоровыми проходными изоляторами.
- Чувствительность эпоксидного компаунда к точечным ударным нагрузкам (может появиться скол).
- Невозможность ремонта в случае повреждения изолятора – требуется полная замена узла.
- Более высокая стоимость по сравнению с простыми сальниковыми вводами для негерметичных конструкций.
- Жесткие требования к качеству монтажа (чистота поверхностей, момент затяжки).
- ЭРА – тип изделия (эпоксидный разъемный армированный).
- 10 – номинальное напряжение, кВ.
- 2000 – номинальный ток, А.
- У2 – климатическое исполнение (умеренный климат, категория размещения 2 – под навесом).
- 01 – вариант конструктивного исполнения (по документации завода-изготовителя).
Классификация и типы вводов ЭРА
Вводы ЭРА классифицируются по ряду ключевых параметров, что отражено в их условном обозначении.
По номинальному напряжению и току
Основные параметры, определяющие размеры и конструкцию ввода. Диапазон номинальных напряжений – от 0.66 кВ до 35 кВ. Диапазон номинальных токов – от 100 А до 4000 А и более.
По климатическому исполнению и категории размещения
Согласно ГОСТ 15150 и ГОСТ 15543.1, вводы ЭРА изготавливаются для различных условий эксплуатации:
По типу присоединения
По способу монтажа
Основные технические характеристики
Технические параметры вводов ЭРА регламентируются ТУ У 31.2-24405084-005:2005 и другими отраслевыми стандартами. Ключевые характеристики представлены в таблицах.
Таблица 1. Примерный ряд номинальных токов и напряжений для вводов ЭРА
| Номинальное напряжение, кВ | Номинальный ток, А (типовые значения) |
|---|---|
| 0.66 / 1 | 100, 250, 400, 630, 1000 |
| 6 / 10 | 400, 630, 1000, 1600, 2000 |
| 20 / 24 | 630, 1000, 1600, 2000 |
| 35 | 630, 1000, 1250, 1600 |
Таблица 2. Механические и климатические характеристики
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Степень защиты по ГОСТ 14254 | IP54, IP65 (пылевлагозащищенное исполнение) |
| Рабочее избыточное давление внутри аппарата | До 0.6 МПа (стандарт), до 1.4 МПа (специсполнения) |
| Диапазон рабочих температур | От -60°C до +100°C (для эпоксидного компаунда) |
| Испытательное напряжение промышленной частоты, 50 Гц | Зависит от номинального напряжения. Например, для ввода на 10 кВ – 42 кВ в течение 1 мин. |
| Сопротивление изоляции | Не менее 5000 МОм при нормальных условиях |
Области применения
Вводы ЭРА нашли широкое применение в энергетике и промышленности везде, где требуется герметичный ввод силовых цепей:
Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание
Правильный монтаж – залог долговечной и безопасной работы ввода. Последовательность операций включает:
Эксплуатационное обслуживание заключается в периодическом визуальном контроле состояния изолятора (отсутствие трещин, сколов, следов поверхностных разрядов), проверке целостности антикоррозионного покрытия фланца и контроля момента затяжки контактных соединений в соответствии с графиком ППР.
Преимущества и недостатки по сравнению с альтернативными решениями
Преимущества вводов ЭРА:
Недостатки:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем ввод ЭРА принципиально отличается от сальникового ввода?
Сальниковый ввод обеспечивает герметизацию за счет механического обжатия уплотнительных элементов (манжет) вокруг кабеля, что со временем может привести к ослаблению контакта и разгерметизации. Ввод ЭРА – это монолитная литая конструкция, где герметизация достигается на молекулярном уровне за счет адгезии эпоксидного компаунда к металлической арматуре. Это обеспечивает неизменность характеристик на протяжении всего срока службы.
Как расшифровать маркировку ввода, например, ЭРА.10.2000.У2.01?
Можно ли установить ввод ЭРА на оборудование, работающее под вакуумом?
Да, вводы ЭРА могут эксплуатироваться не только под избыточным давлением, но и под разрежением (вакуумом). В технических условиях на конкретное изделие указывается допустимый диапазон давлений (например, от -0.1 МПа до +0.6 МПа). Конструкция ввода симметрично рассчитана на нагрузки как изнутри, так и снаружи.
Как правильно выбрать сечение подключаемого кабеля к вводу ЭРА?
Сечение кабеля выбирается исключительно по номинальному току ввода и условиям прокладки, согласно ПУЭ. Резьбовая часть токоввода рассчитана на присоединение стандартных кабельных наконечников, соответствующих этому сечению. Необходимо свериться с каталогом завода-изготовителя, где указаны типоразмеры резьбы для каждой модели ввода и рекомендуемые наконечники.
Что делать, если на поверхности эпоксидного изолятора появились загрязнения или следы поверхностного разряда (трекинг)?
Легкие загрязнения (пыль, масляная пленка) допускается удалять мягкой тканью, смоченной в спирте или моющем средстве без абразива. При обнаружении нестираемых следов карбонизации (белесых или черных древовидных дорожек) – трекинга, ввод подлежит немедленной замене, так как диэлектрическая прочность изолятора в этом месте необратимо снижена. Эксплуатация такого ввода недопустима.
Существуют ли аналоги вводов ЭРА зарубежного производства?
Да, на мировом рынке представлены аналогичные продукты под общим названием «bushings» или «feedthroughs». К известным производителям относятся компании ABB, Siemens, Pfisterer, Alroc, GIPRO. При подборе аналога необходимо строго соблюдать соответствие не только по номинальным току и напряжению, но и по присоединительным размерам (межосевое расстояние болтов, диаметр фланца), способу герметизации и климатическому исполнению.