Исследование рациональных и энергоэффективных методов производства и ремонта комплектных распределительных устройств

Министерство образования и науки РФ
   Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
   высшего образования
ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 
Кафедра «Электрическая техника»


                                              Допускается к защите
                                                      Заведующий  кафедрой_________
                                                  д.т.н., профессор Бубнов А.В.
                                                  "____"_______________2018 г.
                                              

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
(магистра)

на тему «Исследование рациональных и энергоэффективных методов производства и ремонта комплектных распределительных устройств»
Студента Валентей Оксаны Александровны 
группы ЭЭм-162

Пояснительная записка

МД ? 02068999 ? 017 –  130402 ? 113 – ПЗ

13.04.02 «Электроэнергетика и электротехника»


	Руководитель проекта: 

	Профессор, д.т.н., Хацевский К.В              .
                                                                                                                                                   УЧ. СТЕПЕНЬ,   Ф.И.О.  подпись                        


	Разработал:  студент гр. ЭЭм-162
	Валентей О.А                                              _
                                                                                                                              Ф.И.О.  подпись 










 Омск. 2018
   
   Министерство образования и науки РФ 
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение 
высшего образования
«ОМСКИЙ ГОСУДАРСТЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

                                                 УТВЕРЖДАЮ
                                                 Зав. кафедрой: ____________         
                                                 д.т.н., профессор Бубнов А.В.
                                             "____"__________________2018 г.
Задание
на выполнение выпускной квалификационной работы

Магистранту:  Валентей О.А.  группы  ЭЭм-162
Факультета Элитного образования и магистратуры
Омского государственного технического университета
Направление  13.04.02 «Электроэнергетика и электротехника» программа «Электрооборудование и электрохозяйство предприятий, организаций и учреждений»
Код квалификации  04           Квалификация магистр  
Тема ВКР: Исследование рациональных и энергоэффективных методов производства и ремонта комплектных распределительных устройств
утверждена приказом по  ОмГТУ от__________   г.  № ______ 
Научный руководитель  Хацевский Константин Владимирович
Ученое звание, ученая степень руководителя доцент, доктор технических наук
Место работы, должность руководителя ОмГТУ, кафедра ЭТ, профессор
Срок сдачи полностью оформленного задания  на кафедру  10 июня 2018г.
Задание на  ВКР (перечень подлежащих  разработке разделов)
1. Описание объекта исследовании (комплектных распределительных устройств) 
2.Технологии изготовления КРУ.
3. Технологии ремонта КРУ
4. Направления совершенствования методов производства и ремонта КРУ.
Перечень графического материала с указанием основных чертежей и (или)
иллюстративного материала (формат А4): 
Лист 1
Лист 2 
Лист 3
Лист 4







Дата выдачи задания ____________ 2018 г.

Руководитель
(ФИО, подпись)

Задание принял  к исполнению_____________ 2018г.       Подпись студента


 РЕФЕРАТ
    
      Валентей Оксана Александровна, выпускная квалификационная работа  «Исследование рациональных и энергоэффективных методов производства и ремонта комплектных распределительных устройств». Работа выполнена в ОмГТУ.
      Руководитель Хацевский К.В. профессор, д.т.н.
      Год защиты выпускной квалификационной работы 2018 г. 
Направление подготовки магистрантов: 13.04.02 «Электроэнергетика и электротехника»  программа «Электрооборудование и электрохозяйство предприятий, организаций и учреждений»
      Выпускная квалификационная работа содержит 4 главы, количество страниц    ..., рисунков   ..., таблиц   ..., использованных источников ....       
     В выпускной квалификационной работе выполнено изучение и  исследование методов производства и ремонта оборудования КРУ. Результаты  ВКР могут быть использованы в учебном процессе и в научных исследованиях.

Выпускная квалификационная работа подлежит обязательному 
рецензированию







СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………..5
1 ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1  Назначение и область применения оборудования КРУ … ……………9
1.2  Требования, предъявляемые к оборудованию КРУ …………………..10
1.3 Условия эксплуатации и климатические исполнения ………………...12
1.4 Классификация шкафов КРУ…………………………….……………...13
1.5 Конструкция шкафов КРУ……………………………….……………...14
2 ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРУ
2.1  Последовательность монтажа оборудования КРУ ..………………….26
2.2 Выбор выключателей и разъединителей ………………...…………….30
2.3 Выбор ячеек распределительных устройств……………..…………….31
2.4 Выбор трансформаторов тока и напряжения……………..……...…….34
2.5 Проверка кабельных линий на термическую стойкость……………....38
2.6 Испытание оборудования КРУ………………...…………..……...…….39
3 ТЕХНОЛОГИИ РЕМОНТА КРУ
3.1 Общая характеристика задач планирования технического обслуживания и ремонта электрооборудования ……………………………………………43
3.2 Исследования обеспечения надёжности электрооборудования .………...47
3.3 Основные принципы организации системы ремонтов …………………...50
4 НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ МЕТОДОВ ПРОИЗВОДСТВА И РЕМОНТА КРУ
4.1  Повышение эксплуатационной надежности оборудования КРУ ……53
4.2  Совершенствование структуры схем КРУ………………………….....65
4.3  Повышение уровня автоматизации при производстве КРУ ..………..69
4.4 Оптимизация управления ремонтным персоналом…………..………..73
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………....……………………………………………………….83
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………..84



ВВЕДЕНИЕ

     Актуальность темы исследования. Эффективность и надежность функционирования электротехнического оборудования электростанций, подстанций, промышленных предприятий, электрических сетей и систем зависит от его технического состояния. Современное электротехническое оборудование имеет достаточно высокие расчетные показатели надежности. Однако в процессе эксплуатации под воздействием различных факторов, условий и режимов работы исходное состояние оборудования непрерывно ухудшается, снижается эксплуатационная надежность и увеличивается опасность возникновения отказов. Надежность электрооборудования зависит не только от качества изготовления, но и от научно обоснованной эксплуатации, правильного технического обслуживания и своевременного ремонта. В основе процесса эксплуатации электрооборудования лежат последовательные во времени смены состояний работы, резерва, ремонта, технического обслуживания, хранения [1 – 5]. 
     Анализ динамики изменения физического и морального старения электрооборудования энергообъектов показывает, что в электроэнергетике России быстрыми темпами увеличивается количество оборудования, отработавшего свой технический ресурс. Темпы нарастания изношенного электрооборудования составляют 2 - 6 % в год от общего количества. Опыт эксплуатации показывает, что ресурс части электрооборудования может быть продлен, однако по прогнозной оценке к 2019 г. около 40 млн. кВт или 24 % генерирующих мощностей достигнут предельного состояния и дальнейшая их эксплуатация станет технически невозможна. С точки зрения эффективности функционирования, эксплуатация такого оборудования станет также и экономически нецелесообразной, так как значительно увеличиваются удельные затраты на его ремонт после длительной эксплуатации. Например, для энергетических установок, отработавших более 30 лет, удельные затраты на техническое обслуживание и ремонт превышают средние показатели по отрасли в 3 раза. Для отдельных, наиболее изношенных электростанций и сетей, затраты на ремонт за срок службы в 2,5 - 3,5 раза превосходят затраты, необходимые для установки нового оборудования.
     Согласно новой концепции предоставления технологических услуг, выработанной РАО "ЕЭС России", обеспечение надежности оборудования достигается реализацией следующих трех основных направлений: своевременным и качественным ремонтом (42,5 %); техническим перевооружением действующих энергообъектов (30 %); модернизацией электрооборудования (10 %). Техническое перевооружение и модернизация требуют значительных инвестиций, а систему технического обслуживания и ремонта можно совершенствовать путем внедрения новых прогрессивных форм её организации и управления. Однако, непрерывно увеличивается доля ремонтной составляющей в себестоимости электрической энергии. Существующая система ремонта стала неадекватной изменившимся условиям функционирования электроэнергетики и эксплуатации оборудования, и вошла в противоречие с рыночными механизмами производственно-хозяйственной деятельности объектов энергетики.
     Совершенствование системы технического обслуживания и ремонта электрооборудования становится одной из основных проблем энергетической отрасли на современном этапе ее развития [6]. Поэтому процесс реформирования энергоремонтного производства выделяется как приоритетная задача реструктуризации электроэнергетики. В ходе реформирования созданы независимые сервисные АО -ремонтные бизнес-единицы (РБЕ), на которые будет приходиться до 75 % всех работ, а на хозспособ - 25 % объема ремонтных работ. Такое изменение подходов к управлению стратегией технического обслуживания и ремонта требует решения целого ряда организационно-технических задач на базе современных методов управления эксплуатацией электрооборудования по техническому состоянию. Исследования как отечественных, так и зарубежных авторов показывают, что если затраты на эксплуатацию по стратегии ППР принять за 100 %, то затраты по стратегии аварийных ремонтов будут составлять 130 %, а по стратегии ремонтов с учетом технического состояния - 70 %.
     К настоящему времени разработана целая гамма информационных систем, методов и средств контроля технического состояния и диагностики электрооборудования. Их широкое внедрение создает условия для реализации новой технологии эксплуатации электрооборудования с учетом технического состояния.
     Поэтому возникает актуальная научная проблема обеспечения эксплуатационной надежности электрооборудования объектов энергетики на основе разработки новой технологии управления техническим состоянием. Основным принципом новой технологии управления техническим состоянием электрооборудования является стратегия технического обслуживания и ремонта, основанная на индивидуальном наблюдении за реальными изменениями фактического технического состояния электрооборудования в процессе эксплуатации [6, 7]. По рассматриваемым в работе актуальным вопросам ранее были опубликованы материалы российских ученых: Нарызчева А.Н., Дмитриева Д.В., Акимова Е.Г.
     Цель работы и задачи исследования. Развитие теории и создание практических методов, обеспечивающих эффективную эксплуатацию и совершенствование методов производства и ремонта электрооборудования КРУ по техническому состоянию. 
     Объект и предмет исследования. Объектом исследования является электротехническое оборудование КРУ. Предметом исследования являются принципы и методы производства и ремонта электрооборудования по техническому состоянию.
     Научная новизна и значимость полученных результатов состоит в развитии теории и совершенствовании методов системного подхода к реализации системы производства и ремонта электрооборудования КРУ по техническому состоянию. Новизна работы заключается в следующем:
     1. Разработана методика программно аналитического расчета и прогнозирования показателей эксплуатационной надежности электрооборудования, которая позволяет количественно оценить показатели безотказности, ремонтопригодности и долговечности, с учетом результатов оценки технического состояния, а также эксплуатационных факторов, влияющих на сработку ресурса.
     2. Разработаны основные принципы системы технического обслуживания и ремонта оборудования КРУ по техническому состоянию. Обоснована методика выбора рациональной стратегии проведения ремонта электрооборудования.
     3. Разработана обобщенная модель процесса эксплуатации электрооборудования, позволяющая реализовать комплексный подход к управлению техническим состоянием и выбрать рациональную стратегию управления процессом эксплуатации различных технологических групп.

1. ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ
     
     1.1 Назначение и область применения оборудования КРУ
     Устройства комплектные распределительные (КРУ) предназначены для приема и распределения электрической энергии в электрических сетях переменного трехфазного тока частотой 50 (60) Гц номинальным напряжением 6 (10) кВ с изолированной или с частично заземленной нейтралью.
     Шкафы КРУ производятся для комплектования распределительных подстанций 220/35/6(10),110/35/6(10), 35/6(10), 10(6)/0,4 кВ объектов общепромышленного назначения на стороне 6 (10) кВ.
     Основные преимущества:
     • Малогабаритность конструкции.
     • Наличие современных микропроцессорных устройств в комплексе с выключателями для обеспечения надежности и стабильности эксплуатации.
     • Быстродействующая дуговая защита на основе волоконно-оптических датчиков.
     • Наличие активной мнемосхемы.
     • Быстродействующий (с взводной пружиной) заземляющий разъединитель.
     • Современная система механических блокировок ЗР и ВЭ от неправильных действий оператора заградительного типа, блокирующая не сами механизмы, а доступ для оперирования ими, и исключающая возможность срыва (снятия) блокировки при приложении чрезмерных усилий и применении нештатного инструмента. 
     • Наличие дополнительных механических блокировок, повышающих безопасность обслуживающего персонала.
     • Возможность механического включения и отключения силового выключателя выносными кнопками на фасаде шкафа при закрытых дверях.
     • Возможность перемещения выкатного элемента только при закрытых фасадных дверях.
     • Наличие механического указателя положения выкатного элемента (ВЭ) на фасаде шкафа с четкой цветовой индикацией 4-х основных положений ВЭ:
     - контрольного;
     - промежуточного;
     - рабочего;
     - извлеченного.
     • Возможность ручного взведения привода силового выключателя в рабочем положении ВЭ при закрытых дверях шкафа КРУ.
     • Конструктивное размещение заземляющего разъединителя, датчиков индикаторов напряжения, ограничителей перенапряжения, концевых выключателей положения ЗР и ВЭ и системы блокировок ВЭ и ЗР в едином легкосъемном модуле, укомплектованном разъемом вторичных цепей, обеспечивающим существенное повышение удобства обслуживания при проведении ремонтных работ и замене комплектующего оборудования. Модуль оснащен специальными роликовыми направляющими, обеспечивающими свободное (с минимальными усилиями) его извлечения из шкафа КРУ.
     • Возможность четкого визуального контроля положения ножей заземляющего разъединителя с фасада шкафа без необходимости извлечения ВЭ за счет наличия специально смотрового окна в двери отсека кабельных присоединений и максимально близкого к фасаду шкафа размещения исполнительного вала заземляющего разъединителя.
     • Установка индикатора наличия напряжения на сборных шинах и кабельных присоединениях.
     • Локализация всех отсеков.
     
     1.2 Требования, предъявляемые к оборудованию КРУ
     Распределительные устройства бывают открытыми (ОРУ) и закрытыми (ЗРУ). Широкое распространение получили комплектные распределительные устройства (КРУ) для установки внутри помещений и непосредственно на открытом воздухе (КРУН). Их изготавливают в стационарном и выкатном исполнении, поставляют в собранном или полностью подготовленном к сборке виде.
     К оборудованию распределительных устройств предъявляются следующие требования:
     1. Оборудование РУ по своим номинальным данным должно удовлетворять условиям работы как в нормальном режиме, так и при КЗ. В условиях нормального режима нагрев проводников током не должен превышать значений, установленных нормами. Это обеспечивает надежную работу токоведущих частей и гарантирует экономически оправданный срок службы изоляции, исключая ее ускоренное тепловое старение. В режиме КЗ оборудование РУ должно обладать необходимой термической и электродинамической стойкостью.
     2. Изоляция оборудования должна соответствовать номинальному напряжению сети и выдерживать возможные в эксплуатации повышения напряжения при коммутационных и атмосферных перенапряжениях. Одним из основных условий надежной эксплуатации изоляционных конструкций является содержаний изоляции в чистоте - систематическая очистка, обмывка, покрытий гидрофобными пастами; для ЗРУ - защита от проникновения в помещения пыли и вредных газов; в КРУН - герметизация шкафов, покрытие изоляции гидрофобными пастами.
     3. Оборудование должно надежно работать при допустимых перегрузках, которые не должны приводить к повреждению и снижению срока его службы.
     4. Производственные помещения РУ должны быть удобны и безопасны при обслуживании оборудования персоналом. РУ напряжением 400 кВ и выше должны оснащаться средствами биологической защиты в виде стационарных, переносных или инвентарных экранов, средствами индивидуальной защиты - экранирующими костюмами. Нагрев конструкций, находящихся вблизи токоведущих частей, доступных для прикосновения персонала, не должен превышать 50°С.
     5. Температурный режим и влажность воздуха в помещениях ЗРУ должны поддерживаться такими, чтобы не происходило выпадения росы на изоляторах; температура в летнее время не должна превышать 40°С. Вентиляционные отверстия должны иметь жалюзи или металлические сетки. Окна в ЗРУ должны быть заперты или защищены сетками, а проемы и отверстия в стенах или камерах заделаны для исключения возможности попадания животных и. птиц. Кровля должна быть исправной. Покрытия полов не должны допускать образования цементной пыли.
     6. РУ должны быть оборудованы рабочим и аварийным электрическим освещением. Осветительная аппаратура должна устанавливаться таким образом, чтобы обеспечить ее безопасное обслуживание.
     7. Для ориентации персонала все оборудование и особенно приводы коммутационных аппаратов должны быть снабжены четкими, бросающимися в глаза надписями, указывающими название оборудования и диспетчерское наименование электрической цепи, к которой относится надпись. В РУ недопустимо нетиповое расположение рукояток приводов шинных разъединителей, когда, например, одни разъединители отключаются переводом рукоятки привода вниз, другие - вверх. Выключатели и их приводы, разъединители, отделители, короткозамыкатели и стационарные заземлители должны иметь указатели положения «Включено» и «Отключено». РУ должны быть оборудованы блокировкой, предотвращающей возможность ошибочных операций разъединителями, заземляющими ножами, короткозамыкателями. Блокировочные устройства, кроме механических, должны быть постоянно опломбированы.
     8. В помещениях РУ должны находиться инвентарь по технике безопасности и средства пожаротушения.
     
     1.3 Условия эксплуатации и климатические исполнения
     В части воздействия климатических факторов внешней среды шкафы КРУ соответствуют исполнению УЗ, У1 и УХЛ1 по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543 
     - температура окружающей среды для исполнения У3 — не ниже минус 25 °С и не выше плюс 40 °С.
     - температура окружающей среды для исполнения У1 — не ниже минус 40 °С и не выше плюс 40 °С.
     - температура окружающей среды для исполнения УХЛ1 — не ниже минус 60 °С и не выше плюс 40 °С.
     - высота над уровнем моря не более 1000 м.
     • В части стойкости к воздействию механических факторов внешней среды шкафы КРУ соответствуют группе исполнения М6 по ГОСТ 17516.1-90.
     • Шкафы КРУ не предназначены для работы в условиях тряски, вибрации, ударов, во взрывоопасной и пожароопасной среде; в условиях усиленного загрязнения, действия газов, испарений и химических отложений, вредных для изоляции.
     • При температуре минус 5 ?С и ниже в релейном шкафу устанавливаются нагреватели. При использовании микропроцессорной защиты подогрев осуществляется в помещении РУ до температуры не ниже минус 5 ?С.
     • Степень защиты по ГОСТ 14254-96 - IP40, IP00 (при открытых дверях шкафа). 
     
     1.4 Классификация шкафов КРУ
     Ячейки КРУ подразделяются по показателям и типоисполнениям в зависимости от встраиваемой аппаратуры и схем главных цепей: шкафы вводные, отходящих линий, секционных выключателей, секционных разъединителей, трансформаторов напряжения, трансформаторов собственных нужд. 
     По условиям окружающей среды: внутренней установки, наружной установки.
     По климатическим условиям: для умеренного климата, тропического исполнения и холодостойкого исполнения.
     По конструктивному исполнению: выдвижного (выкатного) типа (в которых основной коммутационный аппарат размещен на тележке), стационарные (в которых основной коммутационный аппарат размещен в корпусе шкафа).
     По типу основного коммутационного аппарата: с маломасляными выключателями; с электромагнитными выключателями; с вакуумными выключателями, с элегазовыми выключателями.
     По условиям обслуживания: одностороннего обслуживания (устанавливаемые прислонно к стене), двухстороннего обслуживания (устанавливаемые на определенном расстоянии от стены).
     По защищенности токоведущих частей: защищенного исполнения, открытого исполнения.
     По конструкции линейного вывода: с кабельными, с воздушными выводами.
     По роду оперативного тока: на постоянном токе, на переменном токе.
     По условиям эксплуатации: водо- брызго- каплезащищенные, пылезащищенные, герметичные и взрывозащищенные.
     Комплектные устройства, кроме того, подразделяются: по номинальному напряжению, номинальному току, типу выключателя и привода к нему, по схеме главных и вспомогательных соединений и другим показателям.
     
     1.5 Конструкция шкафов КРУ
     Шкафы КРУ представляют собой жесткую металлическую конструкцию (корпус), в которую встроены аппараты и приборы главной цепи с элементами их электрического соединения (токоведущими шинами). Для повышения защиты встраиваемой в КРУ аппаратуры от разрушающего воздействия электрической дуги в случае возникновения короткого замыкания, внутреннее пространство каждого шкафа КРУ разделено перегородками на 3 полностью изолированных отсека:
     • отсек кабельных присоединений (линейный отсек);
     • отсек выкатного элемента (ВЭ);
     • отсек сборных шин.
     Обслуживание отсека выкатного элемента и отсека кабельных присоединений осуществляется с фасада, обслуживание отсека сборных шин — сверху. Все высоковольтные отсеки имеют системы, обеспечивающие сброс избыточного давления при электродуговом коротком замыкании. В верхней части каждого шкафа КРУ, в отдельном изолированном отсеке (релейном шкафу), располагается аппаратура релейной защиты, автоматики, управления, измерения, сигнализации и других вторичных цепей (рис. 1.1).
     
     
     Рисунок 1.1 ? Релейный шкаф
     
     Все провода вторичных цепей в высоковольтных отсеках шкафа закрываются защитными кожухами. Легкосъемными защитными кожухами закрываются так же и внешние контрольные кабели, проходящие транзитом через отсек кабельных присоединений и отсек ВЭ (в случае ввода контрольных кабелей снизу). Шкафы унифицированы и, независимо от схем главных цепей и вспомогательных соединений, имеют аналогичные конструкции основных узлов и одинаковые габаритные размеры (кроме шкафов с ТСН мощностью более 40 кВА, размеры которого зависят от мощности встраиваемого трансформатора). Каркасы шкафов КРУ изготовлены из листов оцинкованной стали толщиной 2 мм, соединенных между собой болтовыми и заклепочными соединениями без последующего покрытия. Линейный отсек предусматривает удобную разделку и крепление 6 одножильных вводных силовых кабелей сечением до 240 мм2 или 6 одножильных вводных силовых кабелей сечением до 500мм2 (рис. 1.2). 
     
     
     Рисунок 1.2 ?Линейный отсек
     
     Шкаф КРУ имеет комбинированную изоляцию (воздушная с частично изолированными шинами). Все токопроводящие шины в шкафу, выполнены из медных сплавов (рис. 1.3).
     
     
     Рисунок 1.3 ? Отсек сборных шин
     
     По конструктивному исполнению шкафы разделяются на 2 типа: шкафы с выкатными элементами и шкафы без выкатных элементов. К основным шкафам, выполняемым с выкатными элементами относятся:
     • шкафы c силовыми выключателями (шкафы ввода, шкафы отходящих линий, шкафы секционных выключателей);
     • шкафы секционных разъединителей;
     • шкафы с измерительными трансформаторами напряжения на сборных шинах.
     Конструкция шкафов КРУ выполнена таким образом, чтобы обеспечивалось нормальное функционирование аппаратов управления, не происходило срабатывание схем защиты, приводящее к отключению выключателя и срабатыванию схем сигнализации при возможных сотрясениях элементов устройства при работе выключателя.
     Каждый из шкафов КРУ имеет выкатную тележку с размещенными на ней в зависимости от схемы главной цепи соответствующими аппаратами главной цепи — высоковольтным выключателем, трансформаторами напряжения, шинными перемычками. 
     Корпуса шкафов КРУ оснащены шторочными, заземляющими и блокировочными устройствами, в корпусах шкафов в специальных проходных изоляторах размещены неподвижные разъемные контакты главной цепи. Оперативные шинки из шкафа в шкаф прокладываются через проемы в релейном шкафу.
     
     Шторочный механизм
     Для обеспечения безопасности обслуживания отсека ВЭ шкафы КРУ оснащены защитным шторочным механизмом. Шторки данного механизма, выполненные из листовой стали, автоматически закрываются при перемещении ВЭ из рабочего положения, исключая возможность доступа к находящимся под напряжением неподвижным контактам главной цепи при нахождении ВЭ в контрольном и ремонтном положениях. Конструкция шторочного механизма исключает самопроизвольное открывание шторок при нахождении ВЭ в контрольном ремонтном положениях. Для обеспечения безопасной работы в отсеке ВЭ шторки могут запираться навесным замком. Внешний вид шторочного механизма приведен на рисунке 1.4

Рисунок 1.4 ? Шторочный механизм.
     
     Заземляющий разъединитель
     Для защиты обслуживающего персонала при проведении работ на отключенных участках главной цепи электрораспределительного устройства шкафы КРУ оснащаются быстродействующим (с взводной пружиной) заземляющим разъединителем стационарного типа, рассчитанным на протекание 1 с. тока термической стойкости. Заземляющий разъединитель выполнен в виде отдельного съемного модуля, расположенного между отсеком ВЭ  и отсеком кабельных присоединений. Модуль укомплектован разъемом вторичных цепей от установленных в нем датчиков напряжения, датчиков положения ВЭ и электромагнитных блокировок, и оснащен специальными роликовыми направляющими, обеспечивающими свободное (с минимальными усилиями) его извлечение из шкафа КРУ. Наличие указанного модуля позволяет существенно повысить удобство проведения работ по обслуживанию и ремонту КРУ и облегчить работы по замене встроенного в КРУ оборудования. Внешний вид заземляющего разъединителя приведен на рисунке 1.5
     

     Рисунок 1.5 ? Заземляющий разъединитель
     
     Выкатные элементы
     Основной выкатной элемент располагается в средней либо нижней части шкафов КРУ и оснащен специальным винтовым механизмом, позволяющим перемещать ВЭ из контрольного положения в рабочее и обратно внутри шкафа при закрытых его дверях. Отсек выкатного элемента закрывается фасадной дверью, которая имеет смотровое окно для визуального наблюдения за состоянием и положением выключателя. На двери отсека ВЭ располагаются поворотное устройство с выносными кнопками, обеспечивающее возможность ручного механического включения и отключения силового выключателя при закрытых дверях шкафа. Фасадный щиток под дверью ВЭ оснащен механическим указателем положения выкатного элемента (ВЭ), имеющим четкую цветовую индикацию 4-х основных положений ВЭ;
     • контрольного;
     • промежуточного;
     • рабочего;
     • извлеченного (ремонтного).
     Внешний вид основных выкатных элементов КРУ приведен на рисунках 1.6.-1.9.
     
     Рисунок 1.6 ? Выкатной элемент с выключателем
     
     
     Рис. 1.7 ? Выкатной элемент с шинными перемычками
     
     
     Рисунок 1.8 ? Выкатной элемент с измерительными трансформаторами напряжения
     
     
     Рисунок 1.9 ? Нижний выкатной элемент с трансформаторами тока
     
     Блокировки
     В шкафах КРУ для обеспечения безопасности их обслуживания предусмотрены следующие механические блокировки:
     • не допускающая перемещение ВЭ из контрольного положения в рабочее и обратно во включенном состоянии силового выключателя;
     • не допускающая включения силового выключателя при нахождении ВЭ в промежуточном положении;
     
     Релейный шкаф
     Релейный отсек выполнен в составе шкафа КРУ в виде изолированного от высоковольтной аппаратуры самостоятельного блока — релейного шкафа (РШ), обеспечивающего возможность безопасной работы в нем обслуживающего персонала. Конструкция РШ предусматривает подвод контрольных кабелей к нему как снизу, так и сверху. Вспомогательные цепи шкафов КРУ выполняются преимущественно на микропроцессорной базе. Связь вспомогательных цепей РШ с цепями выкатных элементов осуществляется с помощью штепсельных разъемов и проводов, проложенных в гибких шлангах. Электрическая связь между РШ выполнена по шинкам оперативных цепей через отверстия в боковых стенках РШ, либо контрольными кабелями. Для обеспечения нормальной работы аппаратуры РЗА в условиях низких температур РШ при необходимости, может быть оборудован автоматизированными устройством обогрева. На двери РШ устанавливается индикатор наличия напряжения на кабельном присоединении или сборных шинах (в зависимости от схемы главной цепи), а так же активная мнемосхема, отражающая текущее состояние аппаратов главной цепи — положение ВЭ (контрольное/рабочее), состояние выключателя (вкл/откл) и заземляющего разъединителя (вкл/откл), предупреждая неправильные действия персонала.
     
     Дуговая защита
     В шкафах КРУ возможна установка систем защиты от электродуговых коротких замыканий (КЗ) следующих типов:
     • дуговая защита клапанного типа на концевых выключателях;
     • дуговая защита на фототиристорах;
     • дуговая защита на основе оптоволоконных устройств [9-11].
     
     В последние годы в России резко возрос спрос на высоковольтное электротехническое оборудование по причине его физического износа и морального старения. Поскольку экономическая ситуация в стране не позволяет одновременно полностью заменить устаревшее оборудование, перед энергетиками ставится задача не только увеличения темпов технического перевооружения и реконструкции на основе внедрения новых, современных типов оборудования, но и одновременного расширения работ по продлению эксплуатационного ресурса действующего оборудования.
     В области электрооборудования высокого и среднего напряжения на российском рынке существует огромный неудовлетворенный спрос, который только растет. В последние годы наблюдаются устойчивые тенденции в разработке и производстве новых типов комплектных распределительных устройств (КРУ) особенно на напряжение 6(10) кВ [12-13]. Это снижение размеров шкафов и повышение качества защитного покрытия корпуса (изготовление корпуса и перегородок между отсеками из высококачественного стального листа с алюминиево-цинковым покрытием без применения сварки), замена механических реле защиты и управления на микропроцессорные, что позволяет связать ячейки в SCADA-системы, повышение надежности работы ячеек комплектных распределительных устройств, благодаря включению дополнительных защитных блокировок, локализации аварийных ситуаций в отсеке силового выключателя, разделение функциональных отсеков сплошными металлическими перегородками, улучшение сервисного обслуживания элементов КРУ, в частности, возможность замены высоковольтных выключателей с помощью специального выкатного и кассетного оборудования. Кроме того, ведутся следующие работы:
     * снижение трудозатрат на эксплуатацию КРУ;
     *  обеспечение городских, сельских и промышленных распредустройств коммерческим учетом, системой АСКУЭ, системами удаленного доступа к релейным терминалам, возможностью управления через эти системы;
     * применение заземлителей с ручным или электрическим приводом с возможностью включения на ток короткого замыкания;
     * использование медных шин и многое другое.
     * уменьшение массогабаритных показателей шкафов за счет эффективного использования их внутреннего пространства в сочетании с повышением надежности работы – залог эффективности и долговечности использования распредустройств [14]. 
     Говоря о ячейках КРУ стоит отметит, что приоритет всех ведущих производителей в настоящее время отдан КРУ кассетного типа с разделением отсеков и наличием максимального количества блокировок, обеспечивающих безопасное обслуживание и эксплуатацию оборудования.
     К схемным мерам построения КРУ с целью повышения их надежности следует отнести:
     - разработку минимально достаточной сетки схем шкафов КРУ с применением боковых и задних приставок;
     - применение простых типовых схем главных и вспомогательных цепей.
     Что касается попыток создания единых требований по габаритам и расположению шин, по унификации габаритных и присоединительных размеров и типизации схемных решений КРУ, как по главным, так и по вторичным цепям (а это позволило бы стыковать разные ячейки), то пока это не находит понимание у производителей.
     В настоящее время состояние по выпуску ячеек кассетного исполнения следующее:
     1. Концерн «ABB» выпускает ячейки ZS1 со своим выключателем VD4 и со своим микропроцессорным устройством «REF 542 Plus».
     2. Компания «SCHNEIDER ELECTRIC» выпускает ячейки MCset и «Nexima» со своими выключателями «Эволис» или LF1 и своим микропроцессорным устройством «SEPAM».
     3. Компания «SIEMENS» выпускает ячейки «NXair» со своими выключателями серии 3AH1–5.
     Из отечественных производителей кассетные ячейки выпускают:
     1. Концерн «Высоковольтный союз» – ячейки КУ-6С, КУ-10С с выключателем Ровенского завода, выпускаемого по лицензии Концерна «ABB».
     2. Группа компаний «Таврида электрик» – ячейки D-12P, D-12PT с выключателем собственного производства.
     3. ЗАО «Самарский завод «Электрощит» – ячейки К-59, К-61, К-63, К-68, К-70, К-128, К-129 с выключателем собственного производства.
     4. ЗАО «Мосэлектрощит» – ячейки К-125, К-128, К-129, К-132 с выключателями различных производителей.
     5. ООО «НПО «Сибэлектрощит» – ячейки К-59, К-61, К-63, К-68, К-70, К-104, К-128, К-129 с выключателями различных производителей.
     Как правило, срок службы КРУ превышает срок службы входящих в него компонентов. Однако опыт показывает, что серьезная реконструкция КРУ часто обходится потребителю дороже з.......................