Шинни конструкции на разпределителни устройства

Разпределителните шини са голи, относително масивни тоководещи проводници с правоъгълно, кръгло или профилно напречно сечение. В помещенията на затворено разпределително устройство всички клонове от шините и връзките към устройствата също са направени с голи проводници, образуващи шина.

Шини са централната и най -критична част от разпределителното устройство, тъй като те получават електричество от всички генератори на станцията (или трансформатори на подстанцията) и всички изходящи линии са свързани към тях.

В затворени разпределителни устройства до 35 kV включително шините са направени от правоъгълни алуминиеви ленти. Стоманените гуми се използват в електрически инсталации с ниска мощност при токове на натоварване, които не надвишават 300-400 А.

Трябва да се отбележи, че правоъгълните (плоски) проводници са по -икономични от кръглите проводници. С еднаква площ на напречното сечение правоъгълната гума има странична охлаждаща повърхност, по-голяма от тази на кръглата.

В разпределителното помещение гумите се монтират на специални рафтове за автобуси или рамки от клетки на оборудване. Шините се поставят върху опорните порцеланови изолатори на ръба или плоски и се фиксират с държачи за шини.

Има много различни начини за поставяне на гуми. Всеки от тях има своите предимства и недостатъци.

Условията за охлаждане са по -добри за оребрените гуми, отколкото за спуканите гуми. В първия случай коефициентът на топлопреминаване е с 10-15% по-висок, отколкото във втория, и това се взема предвид при определяне на допустимото токово натоварване (PUE). Гумите, обърнати към съседите си с тесната си страна (ребро), имат по -голяма механична стабилност.

За да могат да се движат гумите по тяхната едра шарка при удължаване на температурата, гумата е фиксирана плътно в средата на участъка и хлабаво в разстоянието. Освен това при голяма дължина на шините се монтират компенсатори, които поемат температурни удължения. Двете шини са свързани помежду си с помощта на гъвкав пакет от тънки медни или алуминиеви ленти. Краищата на лентите на шините не са здраво закрепени към носещия изолатор, а плъзгащо се закрепване през надлъжните овални отвори.

За да се премахнат температурните напрежения, шините в някои случаи са свързани към неподвижни устройства (скоби) с помощта на гъвкави пакети, които са изградени в краищата на твърди шини.

Най-големите използвани размери на еднолентови медни и алуминиеви шини са 120×10 mm.

При големи токови натоварвания (за медни шини над 2650 А и за алуминиеви — 2070 А) се използват многолентови шини — пакети от две или по -рядко по три ленти на фаза; нормалното разстояние между ивиците в опаковката се приема равно на дебелината на една лента (б).

Близостта на лентите от един и същ пакет една до друга причинява неравномерно разпределение на тока между тях: голям товар пада върху крайните ленти на пакета и по -малко върху средните. Например, в пакет с три ленти, 40% всеки тече във външните ленти и само 20% от общия фазов ток в средната. Това явление, което е аналогично на явлението обелване в един проводник, прави непрактично използването на повече от три шини с променлив ток.

При експлоатационни токове, надвишаващи допустимите за двулентовите автобуси, най-препоръчително е да се използват гуми с профил (канали), които дават възможност за по-добро използване на проводимия материал и постигане на висока механична якост.

Понастоящем при мощни инсталации се използва пакет от два канала на фаза, който се доближава по форма и kp до кух квадрат. Най -големият размер на канала със стена от 250 мм и дебелина 12,5 мм с два канала в опаковката позволява предаване на ток от 12 500 А за мед и 10 800 А за алуминий.

Гумите и всички шини на затворено разпределително устройство са боядисани с емайлови бои в идентифициращи цветове, което позволява на обслужващия персонал лесно да разпознава части под напрежение, свързани с определени фази и вериги.

В допълнение, боята предпазва гумите от окисляване и подобрява преноса на топлина от повърхността. Увеличението на допустимия ток от цвета на шините е 15-17% за мед и 25-28% за алуминиеви шини.

За шини с различни фази се използват следните цветове: трифазен ток: фаза А — жълта, фаза В — зелена, фаза С — червена; нулеви шини: с незаземен неутрален — бял, със заземен неутрален, както и заземяващи проводници — черен; DC ток: положителната релса е червена, отрицателната релса е синя.

Шината на отворените разпределителни устройства може да се изпълнява с гъвкави проводници или твърди гуми. При напрежения 35, 110 kV и повече, за да се увеличи коронарното напрежение и да се намалят коронарните загуби, се използват само кръгли проводници.

В повечето отворени разпределителни устройства шината е направена от многожилни стоманено-алуминиеви проводници със същия дизайн като на електропроводи.

Медните проводници за шини се използват само в случаите, когато отвореното разпределително устройство се намира близо (около 1,5 км) до бреговете на солени морета или химически заводи, чиито активни пари и увличане могат да причинят бърза корозия на алуминиеви проводници. В някои случаи при отворени разпределителни устройства се използва твърда шина, изработена от стоманени или алуминиеви тръби, фиксирани върху опорни изолатори.

Напречните сечения на гуми и други проводници с ток могат да бъдат изчислени въз основа на стойността на работните токове и допустимите температури въз основа на условия на отопление.

Що се отнася до автобусите, използвани в разпределителните устройства, техните напречни сечения са стандартизирани и за тях са съставени таблици с допустими непрекъснати токови натоварвания. Следователно на практика няма нужда да се изчислява по формули, но е достатъчно да се направи избор според таблиците.

Таблици с допустими непрекъснати токови натоварвания върху оголени шини и проводници се изчисляват и проверяват експериментално; при съставянето им е приета допустима температура на нагряване 70 ° C при температура на околната среда + 25 ° C.

Такива таблици за стандартни напречни сечения на гуми и проводници от основни проводящи материали и определени профили (правоъгълни, тръбни, канални, кухи квадратни и т.н.) са дадени в PUE и справочниците.

За правоъгълни шини табличните токови натоварвания се съставят, когато са инсталирани на ръба; следователно, когато гумите са плоски, натоварванията трябва да бъдат намалени с 5% за гуми с ширина на лентите до 60 мм и с 8% за гуми с ширина над 60 мм. В случаите, когато средната температура на околната среда се различава от стандартната (+ 25 ° C), допустимите натоварвания на гумите, получени от таблиците, трябва да бъдат преизчислени по следната приблизителна формула:

където IN е допустимото натоварване, взето от таблиците.

Напречното сечение на проводниците трябва да се провери спрямо икономическата плътност на тока.

Икономическото напречно сечение на проводници или автобуси qEC се нарича такова напречно сечение, при което общият годишен разход, определен от капиталовите разходи и експлоатационните разходи, се оказва най-малък.

Икономичното напречно сечение на проводници и шини се получава чрез разделяне на максималния ток на натоварване в нормален режим на плътността на електрическия ток:

Полученото напречно сечение според икономическото състояние се закръглява до най-близкия стандарт и се проверява за дългосрочно допустимия ток на натоварване.Трябва да се отбележи, че шините RU за всички напрежения не се избират според икономическата плътност на тока, тъй като икономическите участъци при високи токове са равни или по -малки от секциите, избрани за отопление.

Освен това гумите RU се проверяват за термична и електродинамична стабилност в случай на късо съединение, а при 110 kV и повече — също за корона.

По този начин проводниците с всякакво предназначение трябва да отговарят на изискванията за максимално допустимото отопление, като се вземат предвид не само нормалните, но и аварийните режими.

Ако напречното сечение на проводника, определено от икономическите условия и условията на непрекъснато натоварване, не е равно на напречното сечение, което се изисква за други аварийни условия (термична и динамична стабилност по време на късо съединение), тогава по-голямо напречно сечение трябва да се вземе, че отговаря на всички условия.

Трябва също така да се отбележи, че при инсталирането на гуми с големи секции е необходимо да се осигурят най -ниските допълнителни загуби от повърхностния ефект и ефекта на близост и най -добрите условия за охлаждане. Това може да се постигне чрез намаляване на броя на лентите в опаковката и правилното им пространствено и взаимно подреждане, рационално проектиране на опаковката, използване на профилни гуми — корито, кухи и т.н.

При използване на стоманени гуми определянето на допустимата стойност на тока се извършва по малко по -различен начин.

В стоманените гуми, поради повърхностния ефект, има значително изместване на тока към повърхността на проводника, дълбочината на проникване не надвишава 1,5-1,8 mm.

Проучванията установяват, че допустимото натоварване на стоманени шини с променлив ток практически зависи от периметъра на напречното сечение на шината, а не от площта на това напречно сечение.

Въз основа на тези проучвания беше приет следният метод за изчисляване на шини от променлив ток от стомана:

1. Първо, определете тока на натоварване на шината (за шина с една страна, която не надвишава 300-400 A) и намерете линейната плътност на тока:

където In — ток на натоварване, A; p е периметърът на напречното сечение на гумата, мм.

Линейната плътност на тока зависи от допустимата температура на прегряване на стоманената шина над температурата на околната среда. Тази зависимост се определя от следния израз:

Установено е, че за болтови съединения на стоманени гуми стойността на Θ не трябва да надвишава 40 ° C, а за заварени съединения може да се увеличи до 55 ° C.

Ако вземем температурата на околната среда v0 — 35 °, тогава линейната плътност на тока за болтовите връзки ще бъде равна на

и за заварени съединения

2. Въз основа на тези данни ние определяме стойността на необходимия периметър на напречното сечение на гумата:

По периметъра на гумите, разполагайки с набор от гуми, можете лесно да изберете необходимия размер на стандартни стоманени ленти, като спазвате състоянието

където h е височината на гумата, mm; b — дебелина на гумата, мм.

Горното изчисление на стоманените гуми е за гуми с една лента.

За силни токове на натоварване могат да се използват пакети от няколко стоманени релси. В този случай периметърът на напречното сечение на една лента от гумата, включена в опаковката, се избира при спазване на следните условия:

• за двупосочни автобуси

• за трипосочни автобуси

За да опростите изчисленията, можете да използвате диаграмата на зависимостта на периметъра p на напречното сечение на шината от тока на натоварване IN.