Электротехнические шины, определение. Одна из главных связующих ролей в энергосистеме (электроустановке) отводиться соединительным шинам. Эти электротехнические изделия связывают элементы всей электроустановки в одну эквивалентную точку и определяются по ГОСТу Р51321.1–2007 как соединительные проводники с низким значением сопротивления.
Совокупность соединительных токопроводящих шин в электроустановке называется шинопроводом. Он крепиться на опорных изоляторах и помещается в защитный короб или канал, главное требование к нему - высокая устойчивость к ударным токовым, тепловым и динамическим нагрузкам.
Классификация. Электротехнические шины классифицируются исходя из:
Материала изготовления: медные, алюминиевые, сталеалюминевые (состоящие из сердечника, набранного из оцинкованных стальных проводов с повивами из алюминиевых проводов вокруг сердечника и стальные;
Исполнения: гибкие, жесткие (плоские или трубчатые);
Наличии (отсутствии) изоляции: изолированные или неизолированные;
Геометрической формы поперечного сечения: прямоугольная, двух- или трехполосная, коробчатые, трубчатые.
Основные свойства, преимущества и недостатки электротехнических шин. Гибкие шины не должны перекручиваться, иметь высокую степень тяжения, (отдельно взятые провода из шины должны обладать одинаковой степенью тяжения).
Для исключения дополнительных механических нагрузок, кроме собственного веса, веса гололеда, силы ветра и пр., количество ответвительных и соединительных зажимов, должно быть сведено к минимуму.
Жесткие шины оборудуются виброгасителями и гибкими перемычками-компенсаторами температурных натяжений, изменяющих их длину.
Плоские прямоугольного сечения, хорошо отводят тепло. При использовании их на больших токах от 2000 А и выше до 4100 А собирается 2- или 3-полосный шинный пакет.
Недостаток такого рода сборных шин – сложности, связанные с проведением монтажных работ, наличие индуктированного, неравномерно распределенного тока, ухудшенное охлаждение, плохая механическая устойчивость, к токам к. з. При проведении планового технического ремонта необходима протяжка соединений.
Коробчатые и плоские изделия используются в сетях напряжением 10–35 кВ, при выборе их необходимо учитывать возникновение коронного разряда при пробое воздуха, появляющегося при неравномерном распределении токов между полосами. Пример использования коробчатых шин – открытый токопровод для соединения блока турбогенераторов.
Трубчатая форма считается наиболее эффективной: хорошо отводит тепло и отличается высокими характеристиками по прочности. Вокруг трубчатой шины равномерно распределяется электрическое поле, препятствующее появлению коронирования.
Окраска шин. На жесткие электротехнические шины наносятся цвета фазной расцветки, кроме идентификации фаз, окрашивание увеличивает теплоотдачу, это способствует увеличению максимального тока нагрузки. Многопроволочные гибкие не окрашиваются. Окраска шин для трехфазной сети:
Фаза А – желтый; Фаза В – зеленый; Фаза С – красный; Нулевая рабочая – синий; Защитная заземляющая – чередующиеся желто-зеленая окраска или черный цвет.
Выбор шин. Для их выбора используют значения максимального рабочего тока и устойчивость к токам короткого замыкания. Выбирают по способу крепления и размерам.
Алюминиевые шины. Изделия из алюминия и сплавов имеют следующий ряд преимуществ:
- высокую степень электропроводности;- коррозийную стойкость;- сравнительно малый вес;- относительно невысокую стоимость.
Для их производства используют марки алюминия А7Е и А5Е, для гибких шин и кабельной продукции используют технический алюминий АД0 и АД00. Проводники этой марки пластичны, они коррозионностойкие, с хорошей электропроводностью, с минимумом примесей.
Для этих же целей используют алюминиевые низколегированные сплавы AI-Mg-Si, для алюминиевых шин марок: АД31, АД31Е, легирующие элементы, входящие в состав, усиливают прочность и повышают упругость, пластичность, отличаются малой степенью электропроводности.
В России преобладают шины из алюминия АД-31t. При производстве алюминиевых шин их подвергают горячему прессованию, затем частично или полностью закаливают, искусственно или естественно старят или производят без термообработки.
Медные шины. Медные изделия марки М1 содержат в своем составе 99,9% чистой меди, имеют удельное сопротивление 0,01724*106 Ом*м. Для широкого использования применяются марок ШМТ и ШМТВ – для их производства используется бескислородная медь. ШМТ и ШММ аббревиатура означает шины медные (Т) – твердые и (М) – мягкие.
В настоящее время, на российском рынке представлены медные марки МКМ немецкого производства. GD – Франция, VBS – Сербия, с электропроводностью 58,1–58,3 MS/m.
Шведская фирма Luvata производит бескислородные шины с добавками серебра, что повышает температуру размягчения, подходит для всех производственных процессов при, которых необходим легкодеформируемый металл, обладает высокими показателями тепло- и электропроводности.