Откройте шкаф управления у станка с СОЖ, щит в контейнере ГПУ или силовой щит в ремонтном боксе, проработавшие лет пять. Почти наверняка на дне будет липкий налёт, кассета фильтра на вентиляторе станет бурой, а кабели у ввода будут на ощупь жирными. Обычно это списывают на «грязное производство» и раз в год протирают ветошью.
Но масло в шкафу — это не только про чистоту. Оно забивает охлаждение, разъедает изоляцию проводов и собирает на себя пыль, по которой потом течёт ток утечки. Ниже — откуда оно берётся, чем грозит и что можно сделать ещё на этапе проектирования шкафа, а не после третьего ремонта.
Как масло попадает в щит
Источник почти всегда один — масляный туман в воздухе. У станка его даёт СОЖ, распылённая инструментом и шпинделем. В контейнере ГПУ или дизель-генератора — картерные газы, если сапун сбрасывает их в помещение, а не наружу. В компрессорной и у гидростанции — утечки через уплотнения и разъёмы под давлением.
Дальше у тумана три дороги внутрь щита.
Вентилятор с фильтром. Самый прямой путь. Вентилятор прогоняет через шкаф воздух цеха вместе со всем, что в нём висит. Стандартный фильтрующий мат рассчитан на пыль, а капли масляного аэрозоля заметно мельче и в заметной доле проходят сквозь. То, что мат всё-таки поймал, пропитывает его, и через несколько месяцев он почти не пропускает воздух.
Кабели. Масло умеет ползти внутри кабеля — между проволоками многопроволочной жилы и под оболочкой, как керосин по фитилю. Если дальний конец кабеля лежит в масле (датчик на картере, концевик в зоне СОЖ, клеммная коробка двигателя), то через время масло покажется на клеммах в щите, в нескольких метрах от источника. Гермоввод тут не помогает: он уплотняет оболочку снаружи, а масло идёт изнутри.
Щели и «дыхание» шкафа. Днём щит греется и выталкивает воздух, ночью остывает и подсасывает его обратно через все неплотности: пустые отверстия, вводы не под тот диаметр кабеля, задубевший уплотнитель двери. За сутки таких циклов мало, за год их сотни, и каждый приносит свою порцию тумана.
Чем это заканчивается
Перегрев и ложные отключения. Вентилятор с забитым фильтром крутится и шумит, но воздуха не даёт, и снаружи этого не видно. Модульные автоматы калибруют при 30 °C, и в горячем щите тепловой расцепитель срабатывает при токе ниже номинала. Отсюда типичная жалоба: «летом после обеда выбивает». Частотные преобразователи и блоки питания в таком шкафу уходят в аварию по температуре или просто быстрее стареют.
Изоляция. Обычный ПВХ не рассчитан на постоянный контакт с маслом. Он набухает или, наоборот, теряет пластификатор и дубеет, а потом трескается на изгибах. Сильнее всего достаётся проводам у ввода и в нижнем кабель-канале, куда стекает всё, что осело выше.
Токи утечки. Само по себе масло — диэлектрик. Но липкая плёнка собирает пыль, стружку, сажу и влагу, и смесь уже проводит. На клеммниках и платах это даёт утечки между соседними цепями, странные показания датчиков и срабатывания УЗО без видимой причины.
Обслуживание. В замасленном щите не прочитать маркировку проводов, наклейки отваливаются, а любая проверка начинается с часа работы ветошью. Ошибки при таком ремонте стоят дороже, чем сама чистка.
Что делать
Бороться нужно с двух сторон: меньше тумана в воздухе и меньше дорог в щит. Одно без другого работает плохо.
Убрать туман у источника
- СОЖ. Держать концентрацию по паспорту и не задирать давление на форсунках выше нужного. Для скоростной обработки стоит спросить у поставщика состав с противотуманной присадкой: она делает капли крупнее, и они оседают в зоне станка. Закрытая защита станка и маслотуманоуловитель дают больше, чем любой фильтр на шкафу.
- ГПУ и дизель-генераторы. Картерные газы выводить за пределы контейнера и следить за маслоотделителем сапуна — его элемент тоже расходник. Рост прорыва газов и расхода масла на угар сразу виден и в щите управления.
- Гидравлика и компрессоры. Утечка под давлением распыляет масло не хуже форсунки. Уплотнения и разъёмы рядом со щитом стоит проверять первыми.
Закрыть дороги в щит
- Охлаждать без цехового воздуха. Где есть туман, лучше закрытый шкаф с теплообменником или шкафным кондиционером: воздух внутри ходит по кругу и с цеховым не смешивается. Теплообменник воздух-воздух работает, только пока в помещении прохладнее, чем нужно в щите; для летнего контейнера ГПУ этого обычно не хватает. Если без вентилятора не обойтись — брать воздух из чистой зоны и менять маты по графику, а не когда почернеют.
- Не верить IP на слово. Вторая цифра в коде IP говорит о воде, про масло в испытаниях ничего нет. Масло течёт там, где вода ещё держится, а резина уплотнителей со временем дубеет. Смотрите, написана ли в паспорте шкафа и вводов стойкость к маслам.
- Вводить кабели снизу и с петлёй. Петля перед вводом работает как капельник: то, что стекает по оболочке, капает на пол. Гермовводы — строго по диаметру кабеля, лишние отверстия заглушить.
- Разрывать «фитиль». Кабели от датчиков из масляной зоны заводить сначала в промежуточную клеммную коробку, а в щит вести отдельным кабелем. Масло не переходит через клемму из одной жилы в другую. Сами кабели в таких местах — в маслостойкой оболочке, чаще всего полиуретановой.
- Ставить щит подальше. Даже пара метров от зоны распыла, сапуна или гидростанции заметно снижают то, что долетает до двери. И не ставить его над тёплым оборудованием: восходящий поток несёт туман вверх.
Закладывать это на этапе проекта
Большая часть списка выше стоит копейки, если думать о ней до сборки щита, и дорого — после. Закрытый шкаф хуже отдаёт тепло, поэтому аппараты в нём не стоит паковать вплотную: нужен запас по месту на рейке и место в кабель-каналах. Вводы снизу требуют свободного пространства под нижним рядом, а промежуточные коробки добавляют строки в спецификацию.
Если щит стоит на вибрирующем основании — в контейнере ГПУ, на раме станка, на технике, — многопроволочные жилы в винтовых клеммах обжимают наконечниками. Иначе жила со временем расплющивается под винтом, контакт слабеет и греется. Размер наконечника и цвет фланца под каждое сечение сведены в таблице наконечников НШВИ.
Проверить такие вещи проще на схеме, чем на объекте. Для щитов на DIN-рейке есть бесплатный онлайн-конструктор «Мастерская щитов»: в нём раскладывают аппараты по рядам, разводят провода и получают спецификацию с метражом провода и наконечниками. Сразу видно, сколько места осталось в запасе и влезет ли всё в шкаф на размер меньше.