“Строительные электротехнические изделия” относятся ко многим типам электротехнических технологий. К ним относятся все виды электрического оборудования, включая устройства и оборудование для электрозащиты, которые используются на строительной площадке до того, как заказчик получит питание и выполнит первое электрическое подключение. Ассортимент продукции обширен и варьируется от недорогих устройств электрозащиты до очень дорогих трансформаторов, стоимость которых может достигать десятков тысяч долларов. Наиболее распространённая ошибка покупателей строительных электротехнических изделий — определять продукт только по его функции, не учитывая технические характеристики, такие как класс напряжения, способность к защите от короткого замыкания и наличие сертификата. Это руководство создано для предоставления обзора строительных электротехнических изделий, начиная с изделий низкого напряжения.
В итоге, инструменты для строительной электрики можно разделить на три категории в зависимости от их напряжения: инструменты низкого напряжения, инструменты среднего напряжения и инструменты высокого напряжения. Инструменты низкого напряжения обычно стоят около $600 и включают устройства, такие как автоматические выключатели, электрические панели, пускатели двигателей, переключатели нагрузки, ограничители перенапряжений и т.д. Инструменты среднего напряжения находятся в диапазоне $2,000-$60,000 и также известны как кольцевые распределительные устройства, выключатели нагрузки, автоматические выключатели и трансформаторы. Инструменты высокого напряжения включают газоизолированное распределительное устройство, трансформаторные подстанции и разъединители, и обычно имеют цену от $150,000 и выше. Также следует помнить, что в зависимости от региона сертификация этих устройств различается: UL 489 и NEMAN в Северной Америке; IEC 60947-5-1 и 62271 на международном уровне.
Что охватывает этот термин — и одна компания с таким названием
Термин «категория» имеет два значения, и покупатель должен знать, какое из них применимо к поиску. В общем смысле, строительные электротехнические изделия относятся к устройствам, используемым для здания или объекта: защитные устройства, различное оборудование для распределения электроэнергии, управляющее оборудование, трансформаторы, распределительные устройства, кабели и временные устройства питания. В частном смысле это название компании: Construction Electrical Products (CEP) из Ливермора, Калифорния, которая в течение 27 лет производила временные распределительные устройства и переносное освещение для строительных целей — spider boxes, временные электростанции, световые установки, удлинительные кабели и электрические устройства, изготовленные в соответствии со стандартами UL 1640 и пригодные для использования во влажных помещениях.
Значение важно, потому что оно меняет ответ, изменяя первый поиск с “Что указывать для проекта?” на “Кто производит spider box?” Это руководство принимает первое значение и рассматривает временное питание только как его часть, поскольку оборудование используется до того, как основные электрические установки будут завершены, в то время как работы начинаются в любом случае.
Низкое напряжение: изделия, выполняющие повседневную работу
Низкое напряжение определяется как напряжение, равное или ниже 1 кВ, или как напряжение в Северной Америке 120/240/480 В и международное 230/400 В. Среди всех электрических систем низкое напряжение является системой, наиболее часто встречающейся в любом проекте. Основные категории — защита, распределение и управление.
| Категория | Типичные изделия | Где используется |
|---|---|---|
| Защита конечных цепей | Миниатюрные автоматические выключатели (MCB), устройства защитного отключения (RCD/RCCB), RCBO, GFCI, AFCI | Каждая ответвленная цепь в жилых, коммерческих и промышленных зданиях |
| Защита распределения | Автоматические выключатели в литом корпусе (MCCB), воздушные автоматические выключатели (ACB) | Подглавные линии, главные вводы, выходные цепи генераторов и трансформаторов |
| Распределительные сборки | Нагрузочные центры, щиты управления, распределительные щиты, шинные системы, распределительные панели | Распределение на этажах, стояки, машинные помещения, дата-центры |
| Переключение и управление | Контакторы, пускатели, реле перегрузки, реле управления, кнопки и индикаторы | Управление двигателями, HVAC, насосы, технологическое оборудование |
| Качество питания и защита | Устройства защиты от перенапряжений (SPD), конденсаторы коррекции коэффициента мощности, фильтры гармоник | Вводы питания, чувствительные нагрузки, установки с частотными преобразователями (VFD) |
| Переключение и резервирование | Автоматические переключатели нагрузки (ATS), ручные переключатели, панели интерфейса генератора | Резервное питание, системы безопасности, дата-центры, больницы |
| Питание на площадке | Временные распределительные коробки, переносное освещение, розетки с защитой GFCI, промышленные удлинители | Строительные площадки, мероприятия, остановки для технического обслуживания |
Самое важное решение в низковольтной части — не бренд, а режим сертификации, поскольку он определяет, какие устройства законно устанавливать в конкретном месте. Выключатель, сертифицированный по UL 489 — стандарту, который отличает автоматический выключатель ответвленной цепи от похожего изделия, — является устройством защиты ответвленной цепи в Северной Америке; дополнительный защитный выключатель, сертифицированный по UL 1077, выглядит похоже на полке, но не может выполнять эту функцию, и путаница между ними — распространённая и дорогостоящая ошибка. Приборы, созданные по IEC 60898-1 или IEC 60947-2, выполняют ту же функцию на рынках IEC, просто используя разные кривые срабатывания и маркировку. Если инспектор запрашивает подтверждение сертификации у поставщика, это означает запрос номера стандарта и файла, а не названия бренда.
Среднее напряжение: где происходит распределение
Диапазон среднего напряжения примерно от 1 кВ до 36 кВ (обычно 11 кВ, 13,8 кВ, 20 кВ и 33 кВ), и место, где подача электроэнергии от коммунального предприятия сочетается с крупным объектом или кампусом, где энергия распределяется между зданиями. Оборудование в этом случае более тяжёлое, чаще изготавливается под конкретный проект и подпадает под другой набор стандартов — IEC 62271 для коммутационной аппаратуры и оборудования управления, ANSI/IEEE C37 для Североамериканского опыта и стандарты NEMA для корпусов.
| Продукт | Функция | Типичный диапазон номиналов |
|---|---|---|
| Кольцевой распределительный пункт (RMU) | Компактное коммутационное оборудование для кольцевого распределения; часто с изоляцией SF6 | 11-36 кВ, 630 А, 16-25 кА |
| Выключатель нагрузки (LBS) | Прерывает нагрузочный ток; не может прервать ток короткого замыкания — поэтому используются комбинации выключатель-предохранитель | 11-36 кВ, 630-1 250 А |
| Вакуумный выключатель | Полное прерывание тока короткого замыкания для вводов и ответвлений | 11-36 кВ, 16-40 кА |
| Металлокорпусное / металлокожуховое распределительное устройство | Сборки выключателей, шин, трансформаторов тока и реле в выдвижных отсеках | По секции или панели |
| Измерительные трансформаторы | Трансформаторы тока и напряжения для учёта и защиты | Специфичные по коэффициенту трансформации и нагрузке |
| Распределительные трансформаторы | 11 кВ/400 В, 13,8 кВ/480 В и эквивалентные пониженные напряжения | От 50 кВА до 5 МВА |
| Ограничители перенапряжений и кабельная арматура | Защита от перенапряжений, оконечные заделки, муфты | Соответствуют системному напряжению и уровню изоляции |
Два особенно заметных ловушки в спецификациях являются структурными, а не связанными с устройствами. Первая — путаница между выключателем нагрузки и автоматическим выключателем: в случае выключателя нагрузки устройство безопасно прерывает нормальный ток нагрузки; однако ток короткого замыкания должен быть отключён с помощью предохранителя или автоматического выключателя, поскольку комбинация выключателя нагрузки и предохранителя в основном используется в распределении среднего напряжения. Вторая ловушка — уровень изоляции. Устройства определяются по их базовому импульсному уровню (BIL) и номинальному напряжению; следовательно, устройство, подходящее для уровня 11 кВ на площадке с низкой молниевой активностью, может быть недостаточным для площадки с высоким уровнем воздействия, питаемой воздушной линией. Граница между оборудованием низкого и высокого напряжения никогда не является просто числом на шильдике; это изменение семейства стандартов, режима испытаний и философии корпуса, и оно фиксируется до выбора любого продукта.
Высокое напряжение: оборудование со стороны передачи
Всё, что выше 36 кВ, определяется почти исключительно либо энергокомпанией, либо проектировщиком-консультантом, размеры заказов, как правило, малы, сроки поставки измеряются кварталами, а не неделями, и испытания проводятся при присутствии наблюдателей. Основные семейства — газоизолированное распределительное устройство (GIS) — используется там, где пространство ограничено или где важны экологические факторы — выключатели с живой и мёртвой камерой, разъединители и заземляющие переключатели, силовые трансформаторы мощностью десятки или сотни МВА, измерительные трансформаторы, ограничители перенапряжений и системы защиты и управления, превращающие обычное силовое оборудование в скоординированный элемент сети.
Регуляторное направление для этого класса не может быть яснее. Газ SF6 — не только изолятор, но и важная среда для гашения дуги — имеет потенциал глобального потепления в тысячи раз выше CO2 и с 2026 года выводится из нового оборудования в ЕС для более низких диапазонов напряжения, при этом аналогично настроенные энергокомпании по всему миру предпочитают соответствующие решения по закупкам. Следовательно, производители перешли на альтернативы без SF6 для так называемых 145 кВ и выше, при этом каждая спецификация на уровне ВН, составляемая сегодня, должна явно указывать политику использования газа вместо её наследования.
Ценовые диапазоны по семействам продукции
Это относится к бюджетным цифрам для начальных этапов планирования проектов в долларах США. Индивидуальные системы, высокие показатели отключающей способности, сертифицированная конструкция с защитой от дуги и быстрая обработка заказов способствуют увеличению этой цифры. В то же время объём и типовые конфигурации снижают её.
| Продукт | Типичный ценовой диапазон | Примечания |
|---|---|---|
| МКВ, 1-полюсный до 4-полюсного, 6-63 А | $6-18 (жилой сектор) до $15-60 (промышленный) | Выше для постоянного тока, высокой отключающей способности и сертифицированных промышленных классов |
| МКПВ, 100-630 А | $60-600 | Регулируемые расцепители и более высокие значения кА резко увеличивают стоимость |
| Воздушный выключатель, 630-6 300 А | $1,200-8,000 | Выдвижная конструкция и интеллектуальные расцепители в верхнем ценовом сегменте |
| Жилой распределительный щит / панель | $200-800 (жилой сектор); $1,500-8,000 (коммерческий) | Стоимость панели зависит от номинала шин и количества ответвлений |
| Шинопровод | $80-250 за метр | Экономит трудозатраты на стояках и распределении с высокой плотностью на этажах |
| Автоматический переключатель резерва | $800-25,000+ | Базовые модели для жилых домов; трёхфазные промышленные сервисные модели в верхнем сегменте |
| Устройство защиты от перенапряжений | $60-600 | Тип 1 на вводе, Тип 2 на распределительных щитах |
| Кольцевой распределительный пункт среднего напряжения | $3,000-15,000 | SF6 или без SF6, 2-4 направления, с дистанционным управлением или без |
| Отсек распределительного устройства среднего напряжения | $8,000-60,000 | Определяется отключающей способностью, классом измерений и пакетом защиты |
| Распределительный трансформатор в корпусе, 500 кВА | $10,000-25,000 | Медь против алюминия и класс потерь существенно влияют на стоимость |
| Отсек GIS, 145 кВ | $150,000-450,000 | Компактность и конструкция без SF6 требуют премии |
| Силовой трансформатор, 20-60 МВА | $250,000-1,200,000 | Сроки поставки и спецификация потерь доминируют в общей стоимости владения |
Бренды и производители по уровням
Ландшафт поставщиков состоит из нескольких уровней, и истина при покупке заключается в необходимости согласования уровня с результатом отказа. Крупнейшие мировые производители определяют эталонные стандарты, предоставляют различные данные типовых испытаний, получают многочисленные одобрения коммунальных служб и устанавливают премиальные цены. Ключ к их успеху заключается не только в самом продукте, но и в качестве документации, а также в установленной мощности, которая играет важную роль для таких отраслей, как больницы, подстанции и дата-центры, становясь решающим фактором независимо от цены за единицу.
Далее следует группа производителей среднего уровня, которые работают в соответствии с теми же стандартами IEC и UL, но делают это дешевле. Разница обычно проявляется в глубине документации отчетов испытаний и стабильности сроков поставки. Ниже них находится бюджетный уровень, где качество продукции больше зависит от конкретного производителя, чем от страны происхождения. HUYU принадлежит к этому уровню и является хорошим примером того, на что следует обращать внимание. Основанная в 1989 году, компания технически поддерживается одним из совместных предприятий Eaton и специализируется на создании защитного и распределительного оборудования низкого напряжения, такого как миниатюрные автоматические выключатели, контакторы, реле, измерительные трансформаторы, устройства защиты от перенапряжений, переключатели и комбинированные устройства для солнечных панелей.
Принцип закупок, который позволяет обеспечить поставщика ценового уровня, одинаков в каждом из случаев: укажите требуемый стандарт сертификации для устройства, требуйте сертификат и номер дела вместо технического описания и документа типовых испытаний вместе с аудиторской проверкой завода, проведенной перед вторым заказом, а не после первой неисправности.
Резервное и временное электроснабжение на объекте
Существует два источника электроснабжения, которые не подпадают под обычные методы распределения и, как правило, являются поздними спецификациями. Первый источник — временное электроснабжение объекта. Пока выполняется установка постоянного сервиса, строительная площадка использует распределительные коробки и переносное освещение на временной основе. Как только эти распределительные коробки подключаются к цепям — это частая ошибка — их рассматривают так же, как стандартное распределительное оборудование, в то время как временное электроснабжение строительной площадки имеет свои собственные хорошие практики по защите всех розеток на объекте с помощью УЗО, водонепроницаемых корпусов и долговечности.
Второй источник питания — резервное питание. В основном, в спецификации неправильно вводится переключатель нагрузки, а не электрогенератор. Электрогенератор для бытовых нужд и для промышленных приборов с одинаковым напряжением не считается эквивалентным. Переключатель нагрузки всегда должен быть оснащен, маркирован и сертифицирован для работы на вводе питания и выдерживать короткие замыкания в токе системы. Спецификация важна, потому что переключатель нагрузки работает в худшем сценарии: это неисправность, потеря электропитания, нагрузка, которая собирается быть включенной. Что это требует на практике, от конфигурации полюсов до номинала службы, видно в спецификации трехфазного автоматического переключателя нагрузки.
Как указать: восемь параметров, которые должны быть правильными
- Характеристики напряжения и частоты электроснабжения, включая работу системы на 50 Гц или 60 Гц; несовместимость с многими другими устройствами.
- Уровень короткого замыкания в точке установки; подходящие номиналы отключения или выдерживания должны быть не меньше тока короткого замыкания; устройство, неспособное разорвать такой ток короткого замыкания, может разрушиться вместо срабатывания.
- Подходящая сертификация; UL 489 соответствует UL 1077; IEC 60898-1 соответствует IEC 60947-2, и существует стандарт IEC 61439 для распределительных щитов; стандарт должен быть указан вместе с заказом на покупку.
- Количество полюсов, характеристики отключения и срабатывания; имеет ли переключатель одинарные или двойные полюса и соответствует ли кривая срабатывания нагрузке; переключатель типа B вызовет ложное срабатывание цепи, в то время как переключатель типа D может допустить перегрев провода.
- Класс защиты окружающей среды; что означает код корпуса IP или NEMA, диапазон рабочих температур, устойчивость к коррозии, воздействию УФ и т.д.
- Рабочий режим по сравнению с цикличностью; количество рабочих циклов; предназначено ли устройство для отключения или включения нагрузки?
- Форма, метод установки и взаимозаменяемость; корпус панели и размеры, возможность расширения по размерам.
- Формальный пакет документации: испытания, сертификаты, схемы или чертежи, записи калибровки и страна происхождения, заявленная для таможенных и нормативных целей.
Промышленные и критически важные проекты
Если установка обеспечивает непрерывное обслуживание или если объект является жизненно важным, необходимо учитывать три дополнительных критерия. Фактор избыточности изменяет топологию установки, предполагая использование двух источников питания, систематическую координацию и проектирование шин так, чтобы техническое обслуживание можно было проводить без отключения питания. Мониторинг состояния требует изменений в оборудовании, поскольку растет необходимость в измерении температуры, обнаружении частичных разрядов и анализе хода выключателя. Наконец, документация становится элементом соответствия, а не просто формальностью.
Что объединяет эти изменения в процессе проектирования установок, так это логика коммерциализации, учитывающая общую стоимость владения, а не только цены. Устройство, которое стоит вдвое дороже, но служит двадцать лет, имеет лучшую стоимость в долгосрочной перспективе, чем устройство, которое стоит вдвое дешевле и требует замены. Речь идет о значительных потерях, возникающих из-за простоев. Именно поэтому уровни поставщиков не так важны, как документация: инженер с хорошими сертификатами испытаний, доказательствами производственного тестирования и стандартами сможет успешно завершить проект независимо от выбранного уровня поставщика. Именно дисциплина в документации, а не выбор отдельного продукта, является тем, что составляет промышленную электротехнику. На самом деле.
Часто задаваемые вопросы
Каковы основные категории строительной электротехнической продукции?
3 типа монтажного оборудования: низковольтное оборудование (до 1 кВ), включающее широкий ассортимент оборудования и устройств, таких как автоматические выключатели и распределительные щиты; средневольтное оборудование (1-36 кВ), такое как трансформаторы и различные типы коммутационного оборудования; и высоковольтное оборудование (выше 36 кВ), такое как системы газовой изоляции, силовые трансформаторы, разъединители, ограничители перенапряжений и защитные устройства.
Является ли “Construction Electrical Products” брендом, а также категорией?
Безусловно! Construction Electrical Products (CEP) — компания, расположенная в Ливерморе, Калифорния, которая производит временные распределительные устройства и переносные осветительные приборы, такие как spider boxes, power stations, световые гирлянды и кабельные шнуры, имеющие одобрение UL 1640 для использования на строительных площадках и во влажных помещениях.
Сколько стоят строительные электротехнические изделия?
Стоимость оборудования зависит почти полностью от уровней напряжения, для которых оно используется. Низковольтные устройства могут быть очень дешевыми, при этом миниатюрный автоматический выключатель стоит всего около $6, а крупный автоматический выключатель в литом корпусе — около $600. Цена низковольтных распределительных щитов варьируется от $200 до $8000. Цена средневольтных устройств колеблется между $2000 и $60000, тогда как цена распределительных трансформаторов составляет от $10000 до $25000 для трансформатора мощностью 500 кВА. Стоимость высоковольтных технологий может составлять около $150000 за GIS-ячейку и превышать $1 миллион за крупные силовые трансформаторы.
Что означает UL 489 для автоматического выключателя?
UL 489 — это стандарт, применяемый в Северной Америке для низковольтных автоматических выключателей и автоматов в литом корпусе, предназначенных для защиты ответвительных цепей и сервисных цепей и требующихся для отключения токов короткого замыкания. Этот стандарт часто путают с UL 1077, который применяется к дополнительным защитным устройствам, обеспечивающим дополнительную защиту внутри прибора или сборки, но не может использоваться в качестве защитников ответвительных цепей. Существуют два значительно похожих устройства, относящихся к разным группам автоматических выключателей, поскольку они могут использоваться только одним способом в соответствии с обозначениями стандарта.
Ссылки
- UL Solutions — UL 489: Автоматические выключатели в литом корпусе, переключатели в литом корпусе и корпуса автоматических выключателей
- UL Solutions — UL 1640: Портативное оборудование для распределения электроэнергии
- Международная электротехническая комиссия — IEC 60947 и IEC 62271 Стандарты коммутационного и контрольного оборудования
- Международная электротехническая комиссия — IEC 61439: Низковольтные сборки коммутационного и контрольного оборудования
- OSHA — 29 CFR 1926 Подраздел K: Требования по электробезопасности для строительства
- US EPA — Выбросы и регулирование шестифторида серы (SF6)
Заключение
В общем, электрическое оборудование делится на три основные классификации. Во-первых, низковольтное электрическое оборудование обычно массово производится и закупается в стандартных конфигурациях, включая некоторые из самых дорогих устройств, таких как автоматические выключатели, которые имеют различные ценовые диапазоны от нескольких долларов до нескольких сотен долларов, например: технология литого корпуса является низковольтным устройством (обобщенный термин для средневольтной технологии), но средневольтные конструкции разрабатываются специально для отдельных проектов. Во-вторых, высоковольтное электрическое оборудование является одним из самых сложных для производства для подключения к электросетям из-за длительных сроков поставки, строгих требований к испытаниям, значительных затрат и необходимости функционировать в экстремальных условиях окружающей среды, при этом стремясь снизить зависимость от технологии SF6. В-третьих, существуют три ключевых компонента, общих для всех трех (3) уровней: знание стандартов, сертифицированный статус и осведомленность о текущей документации.
