Шины и комплектующие для силовых распределительных сетей
Шинные системы и комплектующие несущие элементы распределительных устройств, обеспечивающие передачу тока от вводных ячеек к отходящим линиям. В зависимости от номинального тока и условий эксплуатации применяются медные, алюминиевые или алюмомедные шины прямоугольного, трубчатого и профильного сечения. Выбор материала и геометрии шины определяется допустимой плотностью тока, механической прочностью при действии электродинамических усилий и условиями нагрева в продолжительном режиме.
Конструктивные особенности и материалы
Медные шины изготавливаются из электротехнической меди марок М1 и М2 по ГОСТ 434-78. Алюминиевые шины из сплавов АД31, АД33, А5Е с удельным сопротивлением не более 0,028 Оммм/м. Для комплектных распределительных устройств (КРУ) и низковольтных щитов применяются шины с гальваническим покрытием: лужением, серебрением или никелированием. Покрытие снижает переходное сопротивление в местах болтовых соединений и предотвращает образование оксидной плёнки.
Изоляторы для шинных опор выпускаются из полимерных материалов (литьевой компаунд, стеклонаполненный полиамид) или электротехнического фарфора. Полимерные опоры рассчитаны на работу в условиях повышенной влажности и агрессивных сред, фарфоровые на высокие механические нагрузки. Крепёжные элементы шинодержатели, скобы, кронштейны обеспечивают фиксацию шин с компенсацией температурного линейного расширения.
Типы шинных систем
По способу монтажа различают открытые шинные мосты, устанавливаемые на изоляторах, и закрытые шинопроводы с защитным кожухом. Для магистральных и распределительных шинопроводов на токи от 250 до 6300 А применяются секции длиной от 1 до 3 м с ответвительными коробками. В КРУ средней и высокой сложности используются трёхфазные шинные сборки с междуфазным расстоянием от 100 до 400 мм.
Гибкие шины (компенсаторы) изготавливаются из многослойных медных лент или проволочных плетёнок. Они компенсируют вибрацию, тепловое расширение и неточности монтажа в местах присоединения к выключателям, трансформаторам тока и силовым трансформаторам. Номинальное сечение гибких компенсаторов от 100 до 2000 мм.
Параметры выбора
Основные расчётные параметры при подборе шин:
- длительно допустимый ток определяется сечением, материалом и способом охлаждения;
- термическая устойчивость способность выдерживать ток короткого замыкания в течение нормированного времени (1 или 3 с);
- электродинамическая устойчивость стойкость к механическим усилиям при ударных токах КЗ;
- допустимый нагрев для медных шин не более 300C при КЗ, для алюминиевых не более 200C;
- межфазное расстояние и способ крепления влияют на величину электродинамических нагрузок.
Области применения
Шинные системы и комплектующие используются в:
- комплектных распределительных устройствах 0,435 кВ;
- главных распределительных щитах (ГРЩ) и вводно-распределительных устройствах (ВРУ);
- магистральных и распределительных шинопроводах промышленных предприятий;
- тяговых подстанциях железнодорожного транспорта и метрополитена;
- системах электроснабжения объектов нефтегазовой отрасли и химической промышленности;
- щитах собственных нужд электростанций и подстанций.
Технические характеристики типовых шин
| Материал | Сечение, мм | Допустимый ток, А | Термическая устойчивость, кА/с | Покрытие |
|---|---|---|---|---|
| Медь М1 | 404 | от 480 до 520 | от 8 до 10 | Лужение |
| Медь М1 | 606 | от 870 до 950 | от 18 до 22 | Без покрытия |
| Алюминий АД31 | 808 | от 1100 до 1250 | от 16 до 20 | Без покрытия |
Монтаж и эксплуатация
Болтовые соединения шин выполняются с применением тарельчатых пружинных шайб, обеспечивающих постоянное контактное нажатие при циклических тепловых деформациях. Момент затяжки нормируется в зависимости от диаметра крепежа: для M8 от 18 до 22 Нм, для M10 от 32 до 38 Нм, для M12 от 55 до 65 Нм. В местах соединения алюминиевых шин обязательна зачистка контактных поверхностей и нанесение кварцевазелиновой смазки.
При прокладке шинопроводов в цехах с вибрационными нагрузками (компрессорные станции, прокатные станы) применяются виброопоры и гибкие вставки. Для наружных установок используются герметичные шинопроводы со степенью защиты IP54 и выше, рассчитанные на работу при температуре от 60 до +40C.
Вопросы и ответы (FAQ)
Чем отличается медная шина от алюминиевой?
Медь имеет удельное сопротивление 0,0175 Оммм/м против 0,028 Оммм/м у алюминия. При одинаковом сечении медная шина пропускает больший ток и обладает более высокой механической прочностью. Алюминиевые шины легче и дешевле, но требуют большего сечения для той же токовой нагрузки.
Какое покрытие шин выбрать для условий повышенной влажности?
Для помещений с высокой влажностью и агрессивными средами применяются шины с гальваническим лужением или серебрением. Покрытие предотвращает коррозию контактных поверхностей и снижает переходное сопротивление соединений.
Как рассчитать сечение шины по току нагрузки?
Сечение определяется по допустимой плотности тока: для медных шин от 2 до 3,5 А/мм, для алюминиевых от 1,2 до 2 А/мм в зависимости от условий охлаждения и длительности нагрузки. Точный расчёт выполняется по ПУЭ с учётом температуры окружающей среды и способа прокладки.
Какие комплектующие необходимы для монтажа шинной системы?
Для сборки шинной системы требуются опорные изоляторы, шинодержатели, крепёжные элементы (болты, гайки, шайбы), гибкие компенсаторы, ответвительные зажимы и защитные кожухи. Перечень комплектующих определяется конструкцией распределительного устройства и номинальным током.
