Comment réaliser et réaliser soi-même un petit projet d'installation électrique

Dans le processus d'exploitation d'installations électriques ou d'amélioration du fonctionnement d'équipements, il est parfois nécessaire d'effectuer indépendamment de petits travaux d'installation et de mise en service sans la participation d'organismes spécialisés qui réalisent des projets de ces installations électriques sur commande avec leur installation ultérieure.

Avant de commencer ces travaux, il est nécessaire d'établir leur opportunité, puis de formuler clairement la tâche, de collecter les données initiales, de déterminer l'étendue des équipements, des appareils, des câbles et des produits de câblage, des matériaux d'installation, etc., de réfléchir aux endroits où installer les appareils électriques, les raccorder au réseau électrique et modes de fonctionnement secours, problématiques de sécurité électrique, coût des travaux.

La conception est un processus créatif et ne peut être strictement réglementée, mais il est nécessaire de prendre en compte un certain nombre de restrictions et de lignes directrices fournies dans divers documents normatifs et de référence et les conditions locales pour la mise en œuvre du projet.Il s'agit d'une série de documents fondamentaux qui déterminent l'ensemble du processus de conception, d'installation et d'exploitation des équipements électriques : Règles d'installation électrique (PUE), Normes et règles de construction (SNiP), Règles d'exploitation technique (PTE), Règles de sécurité (PTB).

La conception elle-même se compose de plusieurs étapes obligatoires. Le premier est la définition et la préparation de la mission. La formulation du problème est réalisée par les travailleurs des services connexes - mécaniciens, technologues, etc. S'il s'agit de l'amélioration de l'installation électrique elle-même, l'énoncé du problème est effectué par des électriciens. La tâche est établie après un examen attentif de la situation.

Plus la tâche est soigneusement pensée, plus la conception et l'installation ultérieures sont réussies. La mission doit refléter la situation existante, la situation, et également préparer des croquis détaillés, par exemple, des installations, des bâtiments. La tâche fixe une tâche spécifique qui reflète un besoin réel : augmenter la productivité et la sécurité du travail, économiser de l'électricité, de l'eau, du carburant, etc., améliorer la qualité du contrôle du niveau, de la pression, de la température, installer des équipements de contrôle et de signalisation dans une pièce, utiliser un certain type d'équipement, etc.

Par exemple, sur la Fig. 1 montre schématiquement l'alimentation en eau des nœuds technologiques de l'atelier. Il y a un réservoir de stockage d'eau et de pression constante 1 situé sur le toit du bâtiment et équipé d'un tuyau de trop-plein 2. L'eau pénètre dans le réservoir par le tuyau d'alimentation 3 de la pompe 4. Le niveau d'eau dans le réservoir est surveillé par le personnel de l'atelier . Lorsque le niveau d'eau approche de la limite supérieure, l'excès d'eau s'écoule par le tuyau 2 dans l'égout.

Riz. 1.Système d'alimentation en eau avec eau de traitement

Ce système présente un certain nombre d'inconvénients. Ici, il y a une consommation excessive d'eau importante, car le personnel de travail ne remarque pas toujours le débordement du réservoir, et l'arrêt de la pompe n'est pas toujours rentable, car avec la consommation constante d'eau du réservoir pour les besoins technologiques, le niveau gouttes et l'eau est perdue.

Si la pompe n'est pas arrêtée de sorte qu'elle fonctionne en continu et que l'alimentation en eau est régulée par la vanne 5 sur la canalisation 4, même avec cette méthode, il n'y a aucune garantie qu'il n'y aura pas de fuite d'eau en raison de l'incohérence du débit d'eau du De plus, il y a une surconsommation d'électricité et une usure de la pompe en marche constante 6.

Il est nécessaire de définir la tâche générale du travail prévu:

• réduire la consommation et la surconsommation d'eau;

• réduire la surcharge de puissance ;

• réduire l'usure de la pompe et de son moteur électrique ;

• amélioration des conditions de travail;

• ne pas détourner l'attention du personnel, des travailleurs de l'exécution de leur travail principal ;

• l'amélioration de la qualité de l'approvisionnement en eau.

Comme vous pouvez le constater, vous pouvez définir un certain nombre d'objectifs efficaces pour ce système d'approvisionnement en eau simple, dont la réalisation améliorera considérablement le fonctionnement et l'économie du système.

La collecte de données initiale a montré que la pompe installée est équipée d'un moteur électrique 4A80A2 avec des données nominales : vitesse de rotation 2850 tr/min, tension alternative 380 V, 50 Hz, 3,3 A, efficacité-0,81, cosφ = 0,85, Azn = 6 ,5 ; réservoir d'une capacité de 1,5 m3 (le réservoir n'est pas mis à la terre), alimentant 1 canalisation d'un diamètre de 42 mm.

Après les étapes de définition du problème et de collecte des données initiales, il est nécessaire de l'analyser, d'esquisser la direction souhaitée pour résoudre le problème et de prendre une décision.

Le problème peut être résolu en installant un régulateur de niveau de tuyau d'alimentation dans le réservoir. Mais une telle solution ne peut être considérée comme satisfaisante, car, résolvant le problème de la régulation de niveau, nous ne répondons pas du tout aux exigences d'économie d'énergie et de réduction de l'usure de la pompe.

Il est possible d'installer une vanne de régulation sur la canalisation avec un actionneur électrique commandé par des capteurs de niveau dans la cuve. Ici, il y a des inconvénients de la méthode précédente, ainsi qu'une consommation accrue d'équipements électriques.

De la discussion de ces options, il ressort clairement: le niveau dans le réservoir doit être contrôlé en allumant la pompe lorsque le niveau d'eau baisse et, très clairement, l'allumage doit être automatique.

Ensuite, il est nécessaire de formuler la tâche, c'est-à-dire définit la portée du projet. Lors de la conception, vous devez :

1) développer un schéma de principe de l'alimentation et de la protection du moteur électrique ;

2) élaboration d'un schéma de principe de l'automatisme ;

3) développement d'un schéma d'alarme schématique ;

4) choisir les équipements électriques et de contrôle et de signalisation ;

5° préparer les plans et types d'aménagement des équipements et appareils électriques ;

6) établir des schémas électriques ou, comme on les appelle aussi, des schémas électriques et des connexions ;

7) sélectionner les câbles et produits de câble et les produits d'installation ;

8) s'il n'est pas possible d'utiliser des méthodes standard pour l'installation d'équipements et la pose de fils électriques, les croquis correspondants sont préparés;

9) placer les équipements électriques et les équipements de contrôle et de signalisation sur le plan d'étage à l'aide de symboles ;

10) prépare un plan de réalisation des travaux, de mise en service de l'installation électrique ;

11) faire un bilan, c'est-à-dire détermine le coût des équipements et, le cas échéant, le coût des travaux d'installation.

La conception elle-même consiste en l'élaboration de la composition des moyens techniques dont le travail correspond en tous points aux exigences de la mission. Les connexions (schémas) de ces appareils doivent fournir les algorithmes spécifiés pour le fonctionnement de l'installation électrique avec une efficacité et une sécurité maximales pour le personnel. Donc, dans ce cas, le schéma d'alimentation n'était pas satisfaisant, il doit être repensé.

Montrons le processus de conception dans l'ordre ci-dessus, paragraphes numérotés.

1. Pour entraîner le moteur électrique, c'est-à-dire. E. pour la conversion de l'électricité, un démarreur est nécessaire, pour lequel nous prenons un démarreur magnétique de type PME-122. Le type de démarreur dépend du courant nominal du moteur. Avec notre courant de 3,3 A, le courant nominal le plus proche du démarreur est de 10 A, ce qui se traduit par le premier chiffre de son type.

De plus, le démarreur étant installé à l'intérieur, il doit avoir un boîtier de protection - c'est le numéro 2 dans le type de démarreur (en parallèle, nous vous informerons que 1 est un démarreur sans boîtier, 3 est protégé de la poussière, le degré de protection est IP54).

De plus, le moteur électrique doit avoir une protection contre les surcharges, et cela se fait à l'aide d'un relais thermique électrique. Le démarreur a un tel relais, son type est TRN-10.La présence d'une protection thermique dans le type de démarreur est reflétée par le troisième chiffre, dans ce cas — 2 (1 — démarreur non réversible sans protection, 2 — irréversible avec protection, 3 — réversible sans protection, 4 — réversible avec protection).

Nous choisissons le courant standard du relais thermique - 4 A, c'est-à-dire le plus proche supérieur au courant du moteur. Étant donné que le relais a la capacité de réguler le courant de fonctionnement dans de petites limites, nous avons mis dans le projet une indication de la valeur d'une telle régulation en fonction du courant de charge pendant le fonctionnement normal du moteur électrique.

En plus de ce type, il existe d'autres apéritifs, par exemple Série PML avec relais thermiques électriques intégrés RTL. Dans notre cas, il serait possible d'utiliser un démarreur PML-121002V, mais il ne répond pas à certaines exigences de la part du circuit de commande, qui seront abordées au paragraphe 3 du projet.

De plus, la ligne d'alimentation de la pompe nécessite également une protection contre les courants de court-circuit, ainsi qu'un dispositif permettant de déconnecter le démarreur et le moteur électrique du réseau d'alimentation si nécessaire. Ces exigences peuvent être satisfaites avec un disjoncteur tel que type AP50B-ZMen le connectant en série avec le démarreur côté alimentation.

Le schéma développé, en règle générale, est dessiné sur papier (Fig. 2).

Riz. 2. Schéma d'alimentation de la pompe

Étant donné que la protection contre les surcharges est assurée par le démarreur, le disjoncteur assurera la protection contre les courants de court-circuit.Compte tenu du courant de fonctionnement du moteur et du courant du relais thermique du démarreur, le courant nominal du disjoncteur doit être d'au moins 4-6 A, et pour compenser le courant du relais thermique, le courant de déclenchement de la version devrait être un pas ou deux plus haut.

Le courant nominal du disjoncteur AP50B -ZM étant de 50 A, il répond aux exigences nécessaires et le courant de fonctionnement du déclencheur de courant est pris sur une échelle de valeurs standard de -10 A.

2. Un diagramme schématique pour le contrôle automatique de la pompe est développé sur la base de schémas typiques et généralement acceptés.

Par exemple, sur la Fig. 3 et montre un schéma de commande manuelle effectuée à l'aide des boutons «Start» (contact ouvert) et «Stop» (contact ouvert).

Riz. 3. Conception du schéma de contrôle

Lorsque le bouton «Start» est enfoncé, la tension via le contact fermé du bouton «Stop» est fournie à la bobine du démarreur KM, qui est activée et ferme ses contacts. L'un des contacts est connecté en parallèle avec le bouton « Start », donc, après avoir relâché ce bouton, l'alimentation de la bobine sera fournie par ce contact, appelé contact auxiliaire.

Pour éteindre le démarreur, on appuie sur le bouton «Stop», dont le contact s'ouvre et interrompt le circuit d'alimentation de la bobine, qui libère ses contacts.

À des fins d'automatisation, il est possible de connecter le contact de niveau inférieur du capteur de niveau NU SL en parallèle avec le bouton SB2 (Fig. 3, b).

Lorsque l'eau atteint le niveau LP, le capteur active le démarreur et la pompe. Cependant, dans ce schéma, il n'y a pas d'arrêt automatique de la pompe lorsque le niveau d'eau dépasse la marque OU. Par conséquent, il est nécessaire d'insérer le deuxième contact du capteur SL dans le circuit de commande.Il est clair que ce contact doit être ouvert, et comme son action est similaire au bouton «Stop», nous le connectons séquentiellement à un tel bouton (Fig. 3, c).

Dans ce schéma, les commandes manuelles et automatiques sont combinées dans des circuits électriques communs. Cependant, cela n'est pas pratique et une telle duplication n'est pas rationnelle, par conséquent, en règle générale, ces chaînes sont divisées. La séparation se fait avec un interrupteur. Le schéma correspondant est représenté sur la fig. 3, j.

Le commutateur SA introduit a trois positions de commutation - commande manuelle (P), arrêt (O) et commande automatique (L). La position O est nécessaire pour désactiver le circuit lors de réparations, pannes et autres cas, dont l'un est décrit ci-dessous.

Le schéma ci-dessus est utilisé lorsqu'il existe une plage appropriée entre les paramètres contrôlés, dans ce cas le niveau, par exemple, 0,5-1 m.Ce schéma évite de démarrer la pompe trop souvent. Il peut également être utilisé à d'autres fins, par exemple pour réguler la température ambiante.

Mais dans notre cas, le niveau dans le réservoir doit être maintenu à un niveau, et le schéma indiqué peut être simplifié, car dans ce cas, il sera inutilement compliqué techniquement en raison du plus grand nombre de capteurs. Cet inconvénient peut être évité si le schéma conçu est lié aux caractéristiques de l'équipement utilisé.

Par exemple, un certain gain peut être obtenu en utilisant un interrupteur de niveau à flotteur de type RP-40. Le relais contient dans sa conception des interrupteurs à mercure, qui sont commutés avec un certain retard, en raison du temps de versement du mercure dans le dispositif de contact. Cela permet d'obtenir la défaillance du relais dans une petite plage, ce qui est nécessaire.Dans ce cas, il est de 20-25 mm, ce qui satisfait la précision du maintien du niveau conformément aux exigences technologiques de la production.

Si vous utilisez d'autres capteurs de niveau, par exemple DPE ou ERSU, ils se déclenchent immédiatement, et pour éviter les démarrages fréquents de la pompe, il faudrait introduire un relais temporisé dans le circuit de commande pour retarder la réponse, et c'est déjà un complication du circuit. Par conséquent, la sélection judicieuse des équipements permet de résoudre de nombreux problèmes dès la phase de conception.

Le schéma avec le relais à flotteur RP-40 est illustré à la fig. 3, e. Ici, il est nécessaire d'expliquer le changement des positions de commutation du commutateur SA. Le fait est qu'un interrupteur de type PKP10-48-2 approprié accepté pour l'installation a les fermetures de contact indiquées sur la fig. 3, e et n'est pas le même que celui supposé à l'origine dans le développement du circuit de la Fig. 3, d. Mais les deux schémas de fermeture des contacts de l'interrupteur sont fonctionnellement équivalents.

Ensuite, vous devez fournir un circuit d'alarme. Dans ce cas, une situation d'urgence est une panne de pompe lorsque le niveau d'eau dans le réservoir tombe en dessous du niveau autorisé. Nous recevons la signalisation sonore via un appel, par exemple, du type ZP-220.

Puisqu'il doit réagir à une baisse de niveau, c'est-à-dire. pour fermer le contact du capteur SL, ainsi que le contact du démarreur KM, le circuit sera ici le plus simple et sera composé des contacts connectés en série du capteur et du contact ouvert du démarreur KM. Désormais, tous les schémas développés peuvent être résumés dans un seul dessin (Fig. 4), qui est un schéma de principe de l'équipement électrique et de la commande automatique de la pompe du système d'alimentation en eau.

Riz. 4.Schéma d'alimentation et de contrôle de la pompe

Tous les circuits du schéma entre les contacts et les appareils sont marqués des numéros 1,3, 5, etc. Le schéma montre qu'il utilise des contacts auxiliaires du démarreur KM - une marque et une pause. Mais comme les démarreurs de la série PML jusqu'à 10 A n'ont qu'un seul contact de ce type - fermeture ou ouverture, et qu'il n'est pas pratique d'introduire un relais intermédiaire dans le circuit de commande en raison de sa complexité, dans ce cas, un démarreur avec un grand nombre de contacts auxiliaires doit être adopté pour l'installation et à cet effet, le démarreur de la série PME qui a été sélectionné précédemment est approprié. D'autres démarreurs de la conception requise peuvent être utilisés. Le bouton SB peut être accepté comme PKE 722-2UZ.

3. La troisième étape de conception n'est pas séparée en raison de sa simplicité et de l'unité du circuit avec le circuit de commande.

4. La sélection des équipements électriques sur le circuit développé, comme cela a été montré, peut déjà être effectuée dans le processus de développement des circuits, ce qui permet l'utilisation la plus complète de leurs fonctionnalités et le développement de circuits simples et économiques qui tirent le meilleur parti de tous possibilités de l'équipement.

Une autre option est également possible: la sélection d'équipements selon des schémas prêts à l'emploi. Mais cette approche conduit parfois à des complications techniques, par exemple à une augmentation du nombre de relais intermédiaires en raison d'un dépassement des contacts dans les circuits dans une conception purement théorique. Il s'ensuit qu'avant de procéder à la conception, il est nécessaire d'étudier attentivement les caractéristiques, la conception et les capacités de l'équipement électrique.Cela est nécessaire dans la conception de circuits plus complexes, lorsqu'il n'est pas possible dans le processus de conception de définir des types spécifiques d'équipements électriques en parallèle et de manière intuitive.

5. De plus, en fonction de l'emplacement et de l'emplacement spécifiques de l'équipement technologique, des routes d'accès à celui-ci et des emplacements de l'emplacement proposé de l'équipement électrique, des plans et des types d'aménagement des équipements électriques et des équipements sont établis.

Dans ce cas, le plan serait extrêmement simple et ne comporterait pas un maximum d'informations. Par conséquent, il est plus opportun de dessiner une vue frontale du mur de la pièce près de la pompe, où tout est conçu, les produits d'installation auxiliaires sont représentés, par exemple, les boîtes de distribution, ainsi que les itinéraires pour le câblage électrique (Fig. 5 ). Un relais à flotteur RP-40 est monté sur le réservoir (Fig. 5).

Riz. 5. Schéma d'installation

6. Les schémas de connexions et de connexions contiennent des informations de nature purement pratique sur comment et avec quel câblage connecter les pinces des équipements électriques. Ils sont compilés sur la base de diagrammes schématiques et, dans le processus de câblage réel sur le terrain, sont utilisés comme document de base, et les diagrammes schématiques servent à ce stade de référence et sont utilisés en cas d'ambiguïtés. L'ensemble des schémas pris ensemble sert alors de documentation opérationnelle.

Le schéma de notre exemple est illustré à la Fig. 6. Les schémas de câblage de tous les appareils électriques conçus et des pinces pour connecter les fils externes sont présentés ici. Selon le schéma de circuit de la fig. 4, les pinces de ces appareils sont connectées.Au cours du processus de connexion, les chemins les plus courts pour la pose des fils électriques, le besoin d'étirement et de boîtes de distribution sont révélés.

Riz. 6. Schéma de câblage des équipements électriques

En figue. 6, le besoin d'une boîte de jonction est apparu en relation avec le besoin de connexions inter-matériel, puisque les connexions de câbles doivent être réalisées sous les supports de boulons. Cela est dû au fait que l'on utilisera des fils d'aluminium dont la soudure est difficile voire impossible pour les petites sections, et de plus, les liaisons boulonnées se font rapidement et permettent diverses reconnexions dans le futur pour les inspections et la maintenance.

Étant donné que sept pinces étaient nécessaires pour les connexions, une boîte de jonction de type KSK-8 avec huit pinces double face anti-poussière (degré de protection IP44) est adoptée pour l'installation. À la fin de la conception des connexions entre les appareils, les lignes de câbles contenant le nombre requis de conducteurs sont identifiées.

Dans ce cas, il est nécessaire de prendre en compte certaines autres exigences. Par exemple, comme déjà mentionné, le réservoir d'eau n'est pas mis à la terre. Cependant, maintenant, dans le cadre de l'installation d'un appareil électrique dessus - le relais RP-40, le réservoir doit être mis à la terre conformément aux exigences de sécurité électrique.

La mise à la terre peut être réalisée avec un fil de terre spécial en acier rond de 6 mm de diamètre, raccordé au circuit de terre de l'atelier.

Une autre façon est possible - puisque le relais RP-40 ne consomme pas d'électricité et est un dispositif de contrôle, pour le mettre à la terre, vous pouvez utiliser la boucle de terre de la source d'alimentation (sous-station de transformation), et le fil ici sera le fil neutre de le réseau électrique et la terre seront déjà disparaître — également une mesure efficace de protection contre les chocs électriques.Pour ce faire, dans le câblage entre le boîtier XT et le relais SL, nous fournissons un troisième fil, d'un côté relié au neutre et de l'autre au corps du relais.

7. À la fin de l'élaboration des schémas, des types de câblage spécifiques sont sélectionnés - marques de fils et de câbles, méthodes de pose, les longueurs sont mesurées sur le plan d'étage ou en nature, et tout cela est appliqué au dessin. La section est choisie en fonction du PUE pour le courant de charge admissible à long terme, la capacité de charge du câble doit être supérieure au courant de charge, dans ce cas plus que le courant du moteur.

Du démarreur au moteur électrique, le câblage doit être protégé des dommages mécaniques, ce qui se fait généralement avec un tube en acier soudé électriquement d'une épaisseur de paroi d'au moins 2 mm.

En règle générale, un tuyau en acier est posé sur les murs dans des endroits soumis à des charges mécaniques et à des dommages, et dans tous les autres endroits, ainsi que dans le sol en béton, comme dans notre exemple, des tuyaux en plastique du diamètre approprié sont utilisés. Pour les petites distances, il est permis d'utiliser un seul morceau de tuyau en acier.

Le câblage électrique du démarreur au boîtier XT se fait avec des fils dans un tuyau métallique posé le long du mur avec des pinces. Le câblage du bouton et de l'interrupteur se fait de la même manière.Vous pouvez mettre un câble à la conversation.

En ce qui concerne le câblage électrique du capteur de niveau du réservoir, nous acceptons ici définitivement les fils dans les tuyaux en acier, car il s'agit d'une exigence pour le câblage électrique placé au plafond à des fins de sécurité incendie, puisque le réservoir est situé au plafond de l'atelier.

8. Le câblage dans l'atelier est posé le long d'itinéraires simples et sans aucune caractéristique structurelle, donc aucun dessin spécial n'est requis.

9. La compilation du type de disposition des équipements électriques a déjà été effectuée plus tôt, et le plan dans ce cas serait le plus simple, il n'a donc pas besoin d'un dessin spécial. L'équipement électrique et les schémas de câblage indiquant les emplacements et les méthodes d'installation sont destinés à un plus grand nombre d'équipements, comme illustré dans l'exemple de conception suivant.

10. Le plan de production des travaux et de mise en service de l'installation électrique doit au moins déterminer la séquence des travaux, par exemple, déterminer le temps de travail sans affecter l'atelier, le nombre d'électriciens, le processus de mise en place du schéma de contrôle , test de l'installation électrique installée, essai de fonctionnement, remise aux ouvriers en atelier, etc.

11. Avant de préparer un devis, il est nécessaire de préparer un cahier des charges des équipements et matériels électriques. Le projet achevé est soumis à approbation.