Что такое ошиновка в электрике
Характеристика и особенности ошинковки трансформатора своими руками
В России ошиновку трансформаторов со стороны высшего напряжения чаще всего выполняют многожильным алюминиевым проводом со стальным сердечником. При этом его закрепляют на изоляторах для воздушных ЛЭП, применяя соответствующую арматуру. Но устройства, изготовленные таким образом, не отличаются компактностью. Поэтому их не всегда удается выполнить согласно габаритным ограничениям техзадания. Альтернативой этому способу является метод жесткой ошиновки. Выбор типа ошиновки зависит от рабочих параметров трансформатора и должен учитывать технико-экономическое обоснование установки.
Ошиновка трансформатора: что это такое?
Ошиновкой трансформаторной подстанции или распределительного устройства (РУ) называется конструкция, служащая для передачи электроэнергии в границах своей электрической установки. В ее состав входят проводники, изоляторы, разветвители и удерживающие их элементы, а иногда и защитные кожухи.
Шины могут быть как жесткими, так и гибкими. Это зависит от параметров и вида устройства. В жесткой шинной конструкции шинами служат отрезки металлических полос или труб. Они закрепляются на опорных изоляторах либо в шинодержателях. Гибкая ошиновка образуется при использовании многожильных проводников без оболочки, подвешенных на линейных изоляторах. Расшиновкой трансформатора называют полный или частичный демонтаж его шинной конструкции. Чаще всего она выполняется для замены или ремонта оборудования.
Для чего выполняют ошиновку трансформатора
Шинная конструкция трансформатора необходима для подачи на него высокого и снятия с него пониженного напряжения. То есть она является связующим звеном между трансформатором и кабельными вводами электрических сетей.
Какие материалы применяют
Ошиновку трансформаторов разной мощности выполняют по различным типовым проектам с применением разных материалов.
Для трансформатора малой мощности
Токопроводы ошиновки маломощных трансформаторов изготавливаю из алюминиевых шин, проводов или кабелей. Соединение их с медными крепежными элементами трансформаторных выводов делают, используя медно-алюминиевые переходники. Выводы вторичной обмотки соединяют с распредщитом многожильным алюминиевым или медным изолированным проводом, открыто проложенным по стальной полосе.
Для силового трансформатора
Ошиновку трансформаторов большей мощности делают гибким алюминиевым кабелем. Отрезки, которого соединяют прессуемыми натяжными зажимами. При этом ввод в распределительные устройства выполняется алюминиевыми шинами.
Изоляторы
Состоят из керамики высшего качества покрытой глазурью. В зависимость от области применения делятся на группы.
Как правильно выполнить ошиновку своими руками
Перед началом сборки следует убедиться в исправности изоляторов и удалить заусенцы с крепежных элементов. При сборке шинного модуля нельзя деформировать токопроводы, совмещая их с точками крепления. Иначе на изоляторы или шинодержатели, используемые для их крепления, будет действовать нагрузка, значительно превышающая расчетную. В процессе сборки следует контролировать правильность соединения фазных шинопроводов и их чередования. По окончании монтажа участок входа провода в зажим и зазор между ними необходимо герметизировать несколькими слоями эмали или свинцового сурика, разведенного на олифе.
Каким критериям должна отвечать правильная ошиновка
При переменном токе устройства, превышающем 600 А элементы шинодержателей не должны образовывать замкнутого магнитного контура вокруг шины. Для чего хотя бы одна из накладок или один стягивающий их болт должны быть из немагнитного материала.
Изгиб плоской шины на ребро выполняется радиусом не меньше удвоенной ширины. Загиб на плоскость – не меньше двойной толщины.
Гибкие шины не должны быть перекручены и иметь расплетки или лопнувшие жилы.
Как проверить правильность: тестирование и испытания
Для оценки состояния шинного модуля по окончании сборки проводят несколько испытаний.
Измерение сопротивления изоляции
Сопротивление всех типов изоляционных материалов измеряют мегомметром на 2,5 тыс. В. Для измерения готовую шинную конструкцию отключают от такой аппаратуры, как трансформаторы, разрядники, токовые автоматы и от подобных им. Выводы прибора подключают к шинопроводу и к заземлению устройства. Проверяя шины одной фазы, две других следует замкнуть на «землю». При различии сопротивлений изоляции фаз более, чем в несколько раз необходимо осмотреть фазу с меньшим сопротивлением.
Испытание повышенным напряжением
Проверка проводится с отключением той же аппаратуры что и при измерении сопротивления изоляции. Оборудование для этого испытания не должно иметь выдержки времени отключения при КЗ.
Контроль соединения шин
Качество сварки шинопроводов проверяется при помощи УЗИ сканера. А при отсутствии прибора внешним осмотром сварного шва. Контроль резьбовых соединений проводят, измеряя электрическое сопротивление пятна контакта. А также выборочно проверяя момент затяжки, или разбирая соединение для осмотра.
Шинные конструкции распределительных устройств
Сборные шины распределительных устройств представляют собой неизолированные, сравнительно массивные токоведущие проводники прямоугольного, круглого или профильного сечения. В пределах помещения закрытого РУ все ответвления от шин и присоединения к аппаратам выполняются также голыми проводниками, образующими ошиновку.
Сборные шины являются центральной и наиболее ответственной частью РУ, так как к ним поступает электроэнергия от всех генераторов станции (или трансформаторов подстанции) и к ним же присоединяются все отходящие линии.
В закрытых РУ до 35 кв включительно сборные шины выполняют из алюминиевых полос прямоугольного сечения. Стальные шины применяют в электроустановках малой мощности при токах нагрузки не свыше 300—400 А.
Следует отметить, что прямоугольные (плоские) проводники более экономичны, чем круглые. При равной площади сечения у прямоугольной шины боковая поверхность охлаждения больше, чем у круглой.
В помещении РУ шины монтируются на специальных шинных полках или каркасах аппаратных ячеек. Шины укладываются на опорных фарфоровых изоляторах на ребро или плашмя и закрепляются при помощи шинодержателей.
Существует много различных способов установки шин. Каждому из них присущи свои преимущества и недостатки.
Условия охлаждения шин, установленных на ребро, лучше, чем расположенных плашмя. В первом случае коэффициент теплоотдачи на 10—15% выше, чем во втором, и это учитывается при определении допускаемое токовой нагрузки (ПУЭ). Шины, обращенные к соседним своей узкой стороной (ребром), обладают большей механической устойчивостью.
Для возможности перемещения шин вдоль их осп при температурном удлинении шина в середине участка крепится жестко, а в пролете — свободно. Кроме того, при большой длине шин устанавливают компенсаторы, которые принимают на себя температурные удлинения. Две шинные полосы соединяются между собой при помощи гибкого пакета тонких медных или алюминиевых лент. Концы шинных полос имеют на опорном изоляторе не жесткое, а скользящее крепление через продольные овальные отверстия.
Для исключения температурных напряжений шины в некоторых случаях присоединяются к неподвижным аппаратам (зажимам) при помощи гибких пакетов, которые наращиваются на концах жестких шин.
Наибольшие применяемые размеры однополосных медных и алюминиевых шин составляют 120х10 мм.
При больших токовых нагрузках (для медных шин более 2650 А и для алюминиевых — 2070 А) применяют многополосные шины — пакеты из двух и реже из трех полос на фазу; нормальное расстояние между полосами в пакете принимают равным толщине одной полосы (b).
Близость полос одного и того же пакета друг к другу вызывает неравное распределение тока между ними: большая нагрузка приходится на крайние полосы пакета и меньшая — на средние. Например, в трехполосном пакете в крайних полосах протекает по 40%, а в средней — только 20% полного тока фазы. Это явление, аналогичное явлению поверхностного эффекта в одном проводнике, делает нецелесообразным применение более трех полос шин при переменном токе.
При рабочих токах, превышающих допустимые для двухполосных шин, наиболее целесообразно применять шины корытного профиля (швеллеры), дающие возможность лучше использовать проводниковый материал и получить высокую механическую прочность.
В настоящее время в мощных установках применяют пакет из двух швеллеров на фазу, который приближается по форме и kп к полому квадрату. Наибольший размер швеллера со стенкой 250 мм и толщиной 12,5 мм при двух швеллерах в пакете позволяет передавать ток 12 500 А для меди и 10 800 А — для алюминия.
Шины и вся ошиновка закрытого РУ окрашиваются эмалевыми красками в опознавательные цвета, что позволяет оперативному персоналу легко распознавать токоведущие части, относящиеся к определенным фазам и цепям.
Кроме того, окраска защищает шины от окисления и улучшает теплоотдачу с их поверхности. Увеличение допустимого тока от окраски шин составляет 15—17% для медных и 25—28% для алюминиевых шин.
Для шин различных фаз применяют следующие цвета окраски: трехфазный ток: фаза А — желтый, фаза В — зеленый, фаза С— красный; нулевые шины: при незаземленной нейтрали — белый, при заземленной нейтрали, а также заземляющие проводники — черный; постоянный ток: положительная шина — красный, отрицательная шина — синий.
Ошиновка открытых РУ может выполняться гибкими проводами или жесткими шинами. При напряжениях 35, 110 кв и выше для повышения коронного напряжения и снижения потерь на корону применяют провода только круглого сечения.
В большинстве открытых РУ ошиновка выполняется из многопроволочных сталеалюминиевых проводов такой же конструкции, как и на линиях электропередач.
Медные провода для ошиновки применяются лишь в тех случаях, когда открытое РУ расположено вблизи (около 1,5 км) берегов соленых морей или химических заводов, активные испарения которых и унос могут вызвать быструю коррозию алюминиевых проводов. В отдельных случаях в открытых РУ применяют жесткую ошиновку, которая выполняется из стальных или алюминиевых труб, укрепляемых на опорных изоляторах.
Сечения шин и других токоведущих проводников могут быть рассчитаны исходя из величины рабочих токов и допускаемых температур на основании условий нагрева.
Что касается шин, применяемых в РУ, то сечения их стандартизованы и для них составлены таблицы допустимых длительных токовых нагрузок. Поэтому в практических условиях нет необходимости вести расчет по формулам, а достаточно произвести выбор по таблицам.
Такие таблицы для стандартных сечений шин и проводов из основных проводниковых материалов и определенных профилей (прямоугольный, трубчатый, швеллер, полый квадрат и др.) приведены в ПУЭ и справочниках.
Для шин прямоугольного сечения табличные токовые нагрузки составлены при установке их на ребро; поэтому при расположении шин плашмя нагрузки должны быть уменьшены на 5% для шин шириною полос до 60 мм и на 8% для шин шириною полос более 60 мм. В тех случаях, когда средняя температура окружающего воздуха отличается от стандартной (+25°С), допускаемые нагрузки шин, полученные из таблиц, должны быть пересчитаны по следующей приближенной формуле:
где IН—допускаемая нагрузка, взятая из таблиц.
Сечение проводников должно быть проверено по экономической плотности тока.
Экономическим сечением проводников или шин qЭК называют такое сечение, при котором суммарная величина ежегодных расходов, определенная по капитальным затратам и эксплуатационным расходам, оказывается наименьшей.
Экономическое сечение проводов и шин получается при делений, тока наибольшей нагрузки в нормальном режиме на электрическую плотность тока:
Полученное по экономическому условию сечение округляют до ближайшего стандартного и проверяют по длительно допускаемому току нагрузки. Следует отметить, что сборные шины РУ всех напряжений по экономической плотности тока не выбирают, так как экономические сечения при больших токах получаются равными либо меньше сечений, выбранных по нагреву.
Кроме этого, шины РУ проверяют на термическую и электродинамическую устойчивость при коротких замыканиях, а при 110 кв и выше — также на коронирование.
Таким образом, проводники любого назначения должны удовлетворять требованиям предельно допустимого нагрева с учетом не только нормальных, но и аварийных режимов.
Если сечение проводника, определенное по экономическим условиям и условиям длительной нагрузки, не равно сечению, которое требуется по другим аварийным условиям (термическая и динамическая устойчивость при коротких замыканиях), то должно приниматься большее сечение, удовлетворяющее всем условиям.
Следует также отметить, что при установке шин больших сечений необходимо обеспечивать наименьшие добавочные потери от поверхностного эффекта и эффекта близости и наилучшие условия для охлаждения. Это может быть достигнуто путем уменьшения числа полос в пакете и их надлежащего пространственного и взаимного расположения, рациональной конструкции пакета, применения профильных шин — корытных, полых и др.
При применении стальных шин определение величины допустимого тока производится несколько иным путем.
В стальных шинах вследствие поверхностного эффекта происходит значительное вытеснение тока к поверхности проводника глубина проникновения не превышает 1,5—1,8 мм.
Исследованиями установлено, что допустимая нагрузка стальных шин переменным током практически зависит от периметра поперечного сечения шин, а не от площади этого сечения.
На основании этих исследований принят следующий способ расчета стальных шин переменного тока:
1. Сначала определяют ток нагрузки шины (для однополосной шины не свыше 300—400 А) и находят линейную плотность тока:
где Iн — ток нагрузки, А; р — периметр поперечного сечения шины, мм.
Линейная плотность тока зависит от допустимой температуры перегрева стальной шины над температурой окружающего воздуха. Эта зависимость определяется следующим выражением:
Установлено, что при болтовых соединениях стальных шин величина Θ не должна превышать 40° С, а для сварных соединений она может быть повышена до 55° С.
Если принять температуру окружающего воздуха v0 — 35°, то линейная плотность тока при болтовых соединениях будет равна
и для сварных соединений
2. По этим данным определяем величину необходимого периметра поперечного сечения шины:
По периметру шины, имея сортамент шин, можно легко подобрать нужный размер стандартных стальных полос, соблюдая условие
где h—высота шины, мм; b—толщина шины, мм.
Приведенный выше расчет стальных шин относится к однополосным шинам.
При больших токах нагрузки можно применить пакеты из нескольких стальных шин. В этом случае периметр поперечного сечения одной полосы шины, входящей в пакет, подбирается с соблюдением следующих условий:
• для двухполосных шин
• для трехполосных шин
Для упрощения расчетов можно пользоваться диаграммой зависимости периметра р поперечного сечения шины от тока нагрузки IН.
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Подписывайтесь на наш канал в Telegram!
Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Жесткая ошиновка подстанций
Ошиновка – важная часть функционирования подстанций всех классов напряжения. Процесс монтажа ошиновки достаточно ответственен и трудоемок, требует значительного времени и сил.
В течение последних трех лет ЗАО «Арматурно-изоляторный завод» (г. Лыткарино) разрабатывал и проводил освоение гаммы изделий для жесткой ошиновки подстанций. За это время разработан и внедрен не один десяток изделий, до этого не производившихся в России. Совокупность специально разработанных шинных опор, шин и арматуры представляет собой комплексное решение по ошиновке подстанций. Завод разработал и освоил в производстве большой перечень не только шинных опор, но и арматуры жесткой ошиновки. Для шинных опор применены современные решения в высоковольтной изоляции. Шинные опоры выполнены на основе полимерных стержневых изоляторов с учетом специфики работы изолятора в составе шинной опоры.
Исследования, проведенные специалистами, выявили необходимость рассмотрения шинной опоры не просто как изолятора и шинодержателя, а совокупной конструкции с учетом их совместной работы, с учетом частоты вибрации, токов короткого замыкания и др. В шинных опорах применены литые шинодержатели из специального сплава. Все это позволяет говорить о комплексной системе жестких шин трубчатого сечения, устанавливаемых на высоковольтном оборудовании в распредустройствах.
Применение литых сборных шинодержателей и соединительной арматуры для жесткой ошиновки дает ряд преимуществ по сравнению со сварным вариантом. В новом варианте ошиновки благодаря отказу от сварки стало возможным применить в качестве шины трубу из сплава 1915T, обладающего более высокой электропроводностью, механической прочностью и коррозионной стойкостью. Ранее это было невозможно из-за плохой свариваемости данного состава.
Улучшенные электропроводящие свойства нового варианта ошиновки позволяют увеличить пропускную способность и другие электрические характеристики ошиновки при прежней материалоемкости. Кроме того, за счет изменения геометрических размеров уменьшаются нагрузки от климатического воздействия на ошиновку, а с ними и нагрузки на опорные изоляторы и выводы разъединителей. Контактные поверхности литых шинодержателей имеют дополнительное покрытие, улучшающее электрический контакт.
Кроме того, в местах соприкосновения поверхностей токопроводящих деталей предусмотрено применение электропроводящей смазки по ЭПОС-150, ЭПОС-250. Смазки специально предназначены для снижения и стабилизации электрического сопротивления в металлических болтовых, контактных соединениях арматуры жесткой ошиновки и ее соединения с силовым оборудованием. Смазка позволяет снизить электрическое сопротивление до ста раз и стабилизировать электрическое сопротивление в течение десяти лет.
В качестве шин для жесткой ошиновки используются трубы из алюминиевого сплава 1915Т, обладающего высокой прочностью, стойкостью к коррозии и хорошей свариваемостью.
Жесткая ошиновка обеспечивает быстрый и качественный монтаж, необходимую компенсацию линейных температурных деформаций шин и незначительных погрешностей при установке шинных опор.
Токовые компенсаторы гарантируют высокое качество электрического соединения. Они играют роль экранов, устраняя возможность развития коронных разрядов и радиопомех.
Применение разъемных болтовых контактов на жесткой ошиновке позволило унифицировать комплекты жестких шин и значительно облегчить монтаж при выполнении различных ответвлений гибкими связями, в том числе и пучками проводов.
Комплекты жесткой ошиновки высокой заводской готовности позволяют снизить затраты на строительство ОРУ: металлоемкость в среднем сокращается на 10-15 процентов, расход железобетона – на 10-20 процентов, площадь сооружения – на 10-15 процентов, объем строительно-монтажных работ и трудозатрат – на 25 процентов в зависимости от схем электрических соединений ОРУ и конкретных условий работы в районах строительства.
Жесткая ошиновка комплектуется из полых алюминиевых труб класса 1915Т или аналогом сплава серии Е-AlMgSi0,5 согласно DIN EN 573-3, с демпферным тросом, шинными опорами с разрушающей нагрузкой от 12,5 до 20 кН, узлами непосредственного крепления шин к оборудованию, строительными металлоконструкциями под опорную изоляцию, спусками гибкой ошиновки от жестких шин до оборудования и арматурой крепления гибкой ошиновки к оборудованию. Жесткая ошиновка предназначена для работы на высоте над уровнем моря до 1000 метров. Вид климатического исполнения и категории размещения – УХЛ1 по ГОСТ 15150. Сейсмостойкость жесткой ошиновки – до 9 баллов по шкале MSK 64 (ускорение в горизонтальных направлениях 0,36g; в вертикальном направлении 0,25 g).
ЖОС проектируется блочным методом, то есть в зависимости от характера площадки и компоновки ОРУ 110-500 кВ расстояние между осями опор в пролете для трубы жесткой ошиновки определяется индивидуально с любым шагом ячеек, что предопределяет гибкость технических решений, закладываемых в проекте. Компоновка подстанций с ЖОС позволяет в значительной мере уменьшить площади под РУ и сделать проект экономически выгодным с учетом уменьшения затрат на материалы и трудоемкости сооружения РУ.
Приглашаем к сотрудничеству все проектные организации. Предоставим полные каталоги оборудования и типовые схемы подстанций в формате AutoCAD. Готовы выполнить разработку новых типов арматуры и шинных опор жесткой ошиновки, оказать консультацию, поделиться опытом. Будем рады любым контактам по данному направлению, новому для России.
Основные виды и типы электротехнических шин
В данной статье будут рассмотрены основные виды и типы электротехнических шин и регламентирующих их производство документов.
Электротехническая шина — это проводник с низким сопротивлением (активным и реактивным), к которому могут подсоединяться отдельные электрические цепи (в низковольтных установках и сетях) или высоковольтные устройства (электрические подстанции, высоковольтные РУ и т.д.). Использование шин обеспечивает экономию площади установки, материало- и трудозатрат.
В качестве основного материала для изготовления электротехнических шин как правило используют алюминий и медь.
Производство шин регламентируется рядом ГОСТов и технических условий:
ГОСТ 15176-89 Шины прессованные электротехнического назначения из алюминия и алюминиевых сплавов. Технические условия. В ГОСТе регламентируются параметры, в соответствии с которыми должны изготовляться алюминиевые шины — толщина, ширина, длина, площадь поперечного сечения, диаметр окружности и соответствующая им масса на 1 метр для готовых шин. Указываются допустимые предельные отклонения от указанных величин, марки алюминия, требования к качеству, внешнему виду, механическим и электрическим параметрам. Приводятся правила маркировки, упаковки и приема шин данного типа.
ГОСТ 434-78 Проволока прямоугольного сечения и шины медные для электрических целей. Технические условия. В стандарте указаны номинальные размеры и расчетные сечения медных шин, марки меди, удельное электрическое сопротивление и предельные отклонения размеров. Приводятся допустимые длины шин и массы бухт, а также возможные отклонения от данных величин. Предъявляются требования к материалу изготовления шин, внешнему виду готовых изделий (допустимые дефекты, цвета). Изложены правила упаковки, транспортировки и хранения, приемки и испытаний.
ГОСТ 10434-82 Соединения контактные электрические. Классификация. Общие технические требования. Приведена классификация контактных соединений по таким параметрам как: область применения, климатическое исполнение и категории размещения электротехнических устройств, конструктивное исполнение. Указаны требования к конструкции, электрическим и механическим параметрам, надежности и безопасности в зависимости от классификации. Даны ссылки на ряд сопутствующих ГОСТов.
ГОСТ 8617-81 Профили прессованные из алюминия и алюминиевых сплавов. Технические условия. Приведена классификация профилей данного типа (по типу, по состоянию материала и типу прочности). Даны ссылки на ГОСТы с номинальными размерами, указаны величины предельных отклонений. Описаны технические требования к маркам алюминиевых сплавов для изготовления профилей, к механическим свойствам, допустимым дефектам, качеству поверхности и внешнему виду готовых изделий. Описаны условия транспортировки и хранения, правила приемки, методы испытаний.
ТУ 1-5-009-80 Шины электротехнические из алюминиевых сплавов.
ТУ 16.705.002-77. Шины алюминиевые прямоугольные. Описаны технические условия для изготовления алюминиевых шин прямоугольным сечением. Указаны номинальные и допустимые размеры, марки сплавов, электрические характеристики.
Согласно классификации, существует несколько типов шин.
Сборная шина — это шина, к которой могут подключаться распределительные шины и блоки ввода/вывода.
Силовая шина (шина электропитания) — шина, которая служит для передачи энергии внутри силовых блоков и между элементами мощных преобразовательных устройств и характеризуется высокими значениями токов и напряжений. Силовая шина может являть собой твердую неизолированную шину, твердую шину в изоляции или конструкцию из набора чередующихся проводящих и изолирующих слоёв. Твердая неизолированная медная шина поставляется производителями с изолирующими шинодержателями различных типов и изолирующими экранами, исключающими непосредственный доступ к клеммам силовых шин. Данные шины характеризуют большая допустимая плотность тока и высокое напряжение изоляции. В качестве материала шин зачастую используется медь и медные сплавы, а также алюминий. По способу крепления силовые шины могут быть вертикальные, горизонтальные, изолированные, задние/ступенчатые и универсальные (мультистандартные).
Шина заземления — главная деталь заземляющей системы электроустановок и электросетей. Её также называют главная заземляющая шина ГЗШ. С шиной заземления соединяется рабочий ноль, защитные нулевые проводники и провода внешних заземлений. Обычно ГЗШ являет собой медную пластину с перфорированными отверстиями. Хотя иногда встречаются и стальные ГЗШ.
Перфорированная медная шина заземления
Перед подключением к ГЗШ, провода заземления должны быть опрессованы наконечником для кабелей или соединительной гильзой, а затем уже подключены на болт с гайкой (например М5). Шина также комплектуется опорными изоляторами с крепежом.
Шина заземления на опорных изоляторах с проводами заземления
Шины для крепления на DIN-рейке — шины, применяемые для крепления на монтажных рейках в электрических щитах или шкафах управления. Данный тип шин зачастую производят из латуни или луженой меди, а диэлектрическое основание, которым осуществляется крепление к монтажным рейкам, из полиамида. Шинами на din-рейку являются нулевые шины, коммутирующие в щитах нулевые провода и провода заземления, или же распределительные шины. Встречаются также шины на din-рейку в корпусе. Такие шины называются распределительными шинами в блоке или распределительными блоками.
Шина нулевая в изоляторе на DIN-рейку
Распределительная шина в блоке
Распределительная шина — это шина, подключенная к сборной шине и питающая устройство вывода. Данная шина входит в состав одной секции НКУ (низковольтного устройства распределения и управления). Одним из видов распределительных шин являются соединительные или гребенчатые шины. Они предназначены для параллельного включения модульных автоматов, УЗО, дифференциальных автоматов, контакторов и т.д. Гребенчатые шины исполняются из медной пластины прямоугольного сечения и помещаются в пластиковый корпус.
Частным случаем распределительных шин являются ступенчатые распределительные блоки. Блоки состоят из ступенчатых изоляционных опор, с помощью которых осуществляется крепление, и как правило 4-х медных шин. На шинках находятся отверстия: резьбовые (М6) для отходящих цепей и без резьбы для питания распределительного блока. Блок может устанавливаться как горизонтально (в зоне коммутационного оборудования), так и вертикально (в кабельном канале шкафа). К лицевой части блока крепится изолирующий экран.
Ступенчатый распределительный блок
Схема горизонтальной и вертикальной установки распределительного блока
Номинальные значения параметров шин указаны в приведенных в начале статьи ГОСТах. Поэтому далее в статье будут приведены лишь ключевые характеристики различных типов шин.
Шины являют собой токоведущие части электрических установок, соединяя между собой оборудование различного типа: генераторы, трансформаторы, синхронные компенсаторы, выключатели, разъединители, контакторы и т.д. Током нагрузки определяется сечение шин, также учитывается устойчивость к току к.з.
Шинный мост из жестких неизолированных шин применяется: на выводах генераторов, на входах главных распределительных устройств, в соединениях трансформатора с РУ и КРУ на 6 — 10 кВ, ГРУ и трансформатора связи.
Шинный мост от силового трансформатора
Соединения из жестких неизолированных шин прямоугольным или коробчатым сечением выполняются в закрытых РУ 6 — 10 кВ (в том числе сборные шины), в качестве соединений между ГРУ и трансформатором собственных нужд, между шкафами распределительных щитов. Шины коробчатого сечения рекомендуют использовать при больших токах, они обеспечивают меньшие потери и лучшее охлаждение. Крепление жестких шин осуществляется с помощью опорных изоляторов. Гибкие шины применяются в РУ на 35 кВ и выше, в соединениях блочных трансформаторов с ОРУ.
ГРЩ с медной ошиновкой
Во всех типах соединений в низковольтных установках и сетях промышленного назначения для передачи, распределения электроэнергии и подключения управляющих устройств используются медные изолированные шины (как жесткие, так и гибкие). Конструктивно данные шины являют собой одну или несколько медных тонких пластин иногда луженых с концов, покрытых изолирующей оболочкой как правило из ПВХ или другого диэлектрика с высоким сопротивлением. Данные шины являются альтернативой как кабелям, так и жесткой ошиновке и могут служить соединением между: главной силовой машиной и распределительным оборудованием (контакторами, прерывателями цепи, переключателями и т.д.), выводом трансформатора и шинопроводом, шинопроводом и электрическим шкафом.
Коммутация гибкой изолированной шиной отходящих автоматов
Применение изолированных шин позволяет экономить место, так как шины можно располагать гораздо ближе друг к другу, чем в случае неизолированной ошиновки. Преимущества изолированных шин — устойчивость к коррозии и простота монтажа. Крепежные отверстия контактных площадок делаются пробивкой непосредственно в материале контакта, что лишает потребности в кабельных наконечниках и устраняет проблемы плохого присоединения контактов. Большим спросом пользуются именно гибкие изолированные медные шины. Их главное преимущество в сравнении с жесткими — более легкий монтаж, так как нет необходимости в специнструментах и резке шины, если нужен поворот в плоскости. Гибкая шина легко меняет форму в зависимости от потребностей монтажа. Однако ряд производителей выпускают твердые изолированные шины, в том числе и по запросу. Крепление изолированных шин осуществляется с использованием болта и контактных шайб. Затягивать необходимо ключом, имеющим ограничения по моменту затяжки. Крепеж не должен быть в смазке.
Крепление медной изолированной шины
Еще одной разновидностью гибких шин являются медные плетённые шины. Такая шина сплетена из медных полос и является очень гибкой. Она используется в местах, подверженных сверхсильной вибрации, таких например, как трансформаторные шинные мосты. Данные шины также применяются для подключения различного оборудования к шинопроводам и линиям шин. Контактные площадки плетённых шин бывают как со сверлением, так и без. Выпускаются также плетённые шины, изготовленные особым методом — диффузионной сварки под давлением. Тонкослойные материалы свариваются путем пропускания через них постоянного тока под давлением. Такие шины также называют пластинчатые шинные компенсаторы или гибкие пластинчатые шины. Они имеют большую токопроводимость и меньшее тепловыделение.
Их применяют там, где необходимы компенсация теплового расширения, вибро- или сейсмоустойчивость, а также где происходит регулярный изгиб в одной оси. Например это могут быть: гибкие токопроводы для сварочных аппаратов, автоматических выключателей, шины питания для индукционных печей и печей сопротивления и т.д.
Жесткая медная шина более всего подходит для замены кабеля, используется в распределительных устройствах, а также для изготовления шинных сборок и шинопроводов. Производителями выпускаются как перфорированные так и гладкие шины различных размеров, в соответствии с ГОСТ. Производителями шин в настоящее время выпускается множество зажимов, соединителей и шинодержателей, облегчающих монтаж и обеспечивающих надёжный контакт. Зажимы предназначены для соединения жестких и гибких шин различного типа, биметаллические пластины — для алюминиевых и медных шин.
Шинодержатели выпускаются плоские, регулируемые плоские, компактные и усиленные, ступенчатые, а также универсальные.
Производителями предлагается широкий выбор изоляторов: опорные, проходные, изоляторы типа «лесенка». Все они используются для фиксации шин внутри шкафов и корпусов. Изоляторы одной стороной крепятся с помощью болтов к монтажному корпусу, с другой к ним крепится шина.
Шинный изолятор типа «лесенка»
Производителей меди и алюминия на рынке РФ можно пересчитать «по пальцам», точнее объединяющих их холдинги. Брендов электротехнических шин огромное количество, одних только марок мы насчитали более сотни (по всем типам шин) в виду этого нами принято решение развить эту тему и создать отдельный сайт полностью посвященный электротехническим шинам.
В этой связи приглашаем всех участников рынка электротехнических шин разместить информацию о своих продуктах на новом сайте.