30 листопада 2016 р о 16:03, 4295
У даній статті будуть розглянуті основні види та типи електротехнічних шин і регламентують їх виробництво документів.
Електротехнічна шина - це провідник з низьким опором (активним і реактивним), до якого можуть приєднуватися окремі електричні ланцюги (в низьковольтних установках і мережах) або високовольтні пристрої (електричні підстанції, високовольтні РУ і т.д.). Використання шин забезпечує економію площі установки, матеріало- і трудовитрат.
В якості основного матеріалу для виготовлення електротехнічних шин як правило використовують алюміній і мідь.
Виробництво шин регламентується низкою ГОСТів і технічних умов:
ГОСТ 15176-89 Шини пресовані електротехнічного призначення з алюмінію і алюмінієвих сплавів. Технічні умови. У ГОСТ регламентуються параметри, відповідно до яких повинні виготовлятися алюмінієві шини - товщина, ширина, довжина, площа поперечного перерізу, діаметр окружності і відповідна їм маса на 1 метр для готових шин. Вказуються допустимі граничні відхилення від зазначених величин, марки алюмінію, вимоги до якості, зовнішньому вигляду, механічними та електричними параметрами. Наводяться правила маркування, упаковки та прийому шин даного типу.
ГОСТ 434-78 Дріт прямокутного перетину і шини мідні для електричних цілей. Технічні умови. У стандарті вказані номінальні розміри і розрахункові перетину мідних шин, марки міді, питомий електричний опір і граничні відхилення розмірів. Наводяться допустимі довжини шин і маси бухт, а також можливі відхилення від даних величин. Пред'являються вимоги до матеріалу виготовлення шин, зовнішнім виглядом готових виробів (допустимі дефекти, кольору). Викладено правила упаковки, транспортування і зберігання, приймання і випробувань.
ГОСТ 10434-82 З'єднання контактні електричні. Класифікація. Загальні технічні вимоги. Наведено класифікацію контактних з'єднань за такими параметрами як: область застосування, кліматичне виконання і категорії розміщення електротехнічних пристроїв, конструктивне виконання. Вказані вимоги до конструкції, електричним і механічним параметрам, надійності і безпеки в залежності від класифікації. Дано посилання на ряд супутніх ГОСТів.
ГОСТ 8617-81 Профілі пресовані з алюмінію і алюмінієвих сплавів. Технічні умови. Наведено класифікацію профілів даного типу (по типу, станом матеріалу і типу міцності). Дано посилання на ГОСТи з номінальними розмірами, вказані величини граничних відхилень. Описано технічні вимоги до марок алюмінієвих сплавів для виготовлення профілів, до механічних властивостей, допустимим дефектів, якості поверхні і зовнішнім виглядом готових виробів. Описано умови транспортування і зберігання, правила приймання, методи випробувань.
ТУ 1-5-009-80 Шини електротехнічні з алюмінієвих сплавів.
ТУ 16.705.002-77. Шини алюмінієві прямокутні. Описані технічні умови для виготовлення алюмінієвих шин прямокутним перетином. Вказані номінальні і допустимі розміри, марки сплавів, електричні характеристики.
Відповідно до класифікації, існує кілька типів шин.
Збірна шина - це шина, до якої можуть підключатися розподільні шини та блоки введення / виводу.
Силова шина (шина електроживлення) - шина, яка служить для передачі енергії всередині силових блоків і між елементами потужних перетворювальних пристроїв і характеризується високими значеннями струмів і напруг. Силова шина може являти собою тверду неізольовану шину, тверду шину в ізоляції або конструкцію з набору чергуються проводять і ізолюючих шарів. Тверда неізольована мідна шина поставляється виробниками з ізолюючими шінодержателямі різних типів і ізолюючими екранами, що виключають безпосередній доступ до клем силових шин. Дані шини характеризують велика допустима щільність струму і висока напруга ізоляції. Як матеріал шин часто використовується мідь і мідні сплави, а також алюміній. За способом кріплення силові шини можуть бути вертикальні, горизонтальні, ізольовані, задні / ступінчасті і універсальні (Мультістандартний).
Шина заземлення - головна деталь заземляющей системи електроустановок та електромереж. Її також називають головна заземлювальна шина ГЗШ. З шиною заземлення з'єднується робочий нуль, захисні нульові провідники й проведення зовнішніх заземлений. Зазвичай ГЗШ являє собою мідну пластину з перфорованими отворами. Хоча іноді зустрічаються і сталеві ГЗШ.
Перфорована мідна шина заземлення
Перед підключенням до ГЗШ, дроти заземлення повинні бути опресовані наконечником для кабелів або сполучної гільзою, а потім вже підключені на болт з гайкою (наприклад М5). Шина також комплектується опорними ізоляторами з кріпленням.
Шина заземлення на опорних ізоляторах з проводами заземлення
Шини для кріплення на DIN-рейці - шини, що застосовуються для кріплення на монтажних рейках в електричних щитах або шафах управління. Даний тип шин часто виробляють з латуні або лудженої міді, а діелектричне підставу, яким здійснюється кріплення до монтажних рейок, з поліаміду. Шинами на din-рейку є нульові шини, комутуючі в щитах нульові дроти і дроти заземлення, або ж розподільні шини. Зустрічаються також шини на din-рейку в корпусі. Такі шини називаються розподільними шинами в блоці або розподільними блоками.
Шина нульова в ізоляторі на DIN-рейку
Розподільна шина в блоці
Розподільна шина - це шина, підключена до збірної шині і живить пристрій виведення. Дана шина входить до складу однієї секції ПКУ (низьковольтного пристрої розподілу і управління). Одним з видів розподільних шин є сполучні або борін шини. Вони призначені для паралельного включення модульних автоматів, УЗО, диференціальних автоматів, контакторів і т.д. Гребінчасті шини виконуються з мідної пластини прямокутного перетину і поміщаються в пластиковий корпус.
гребенчатая шина
Окремим випадком розподільних шин є ступінчасті розподільні блоки. Блоки складаються з східчастих ізоляційних опор, за допомогою яких здійснюється кріплення, і як правило 4-х мідних шин. На шинках знаходяться отвори: різьбові (М6) для відходять ланцюгів і без різьблення для харчування розподільного блоку. Блок може встановлюватися як горизонтально (в зоні комутаційного обладнання), так і вертикально (в кабельному каналі шафи). До лицьової частини блоку кріпиться ізолюючий екран.
Ступінчастий розподільний блок
Схема горизонтальної та вертикальної установки розподільного блоку
Номінальні значення параметрів шин вказані в наведених на початку статті ГОСТах. Тому далі в статті будуть наведені лише ключові характеристики різних типів шин.
Випуск алюмінієвих шин марки шат регламентує ТУ 16-705 002-77. Дані шини виготовляють прямокутним перетином. Діапазон зміни ширина шини шат - від 10 до 120 мм, товщини - від 3 до 12 мм, поперечного перерізу - від 30 до 1440 мм 2. Величина питомої опору не більше 0,0282 мкОм * м. Шини марок АД0 і АД31 (ГОСТ 11069-79 і ГОСТ 15176-89 ) Виготовляються прямокутним перетином площею від 30 до 25800 мм2. Діапазон зміни товщини даних шин - від 3 мм до 110 мм, ширини - від 6 мм до 500 мм. Значення питомої опору постійному струму: шини ПЕКЛО0 - до 0.029 мкОм * м; шини АД31 - від 0,0325 до 0,0350 мкОм * м (залежить від типу). Діапазон тривало допустимих струмів (визначається перетином шини) - від 165 А до 2300 А. Для виробництва шин використовується алюміній А5, А5Е, А6, А7, АД00, ПЕКЛО0 і алюмінієві сплави АД31 і АД31. Для зміни властивостей матеріалу використовуються наступні технології: загартовування і природне состаривание, загартовування і штучне зістарювання, не повне загартовування і штучне зістарювання, а також гаряче пресування (без термічної обробки). Довжина алюмінієвих шин залежить від площі поперечного перерізу і повинна бути рівною або кратною: від 3 до 6 м для шин перетином до 0.8 см2; від 3 до 8 м - для шин перетином від 0.8 до 1.5 см2; від 3 до 10 м - для шин перетином більше 1.5 см2. Коливання в довжині - не більше 20мм. Алюмінієві шини відрізняються малою вагою і невисокою вартістю.
Мідні шини згідно ГОСТ 434-78 випускаються таких марок: ШММ - шина мідна м'яка, ШМТ - шина мідна тверда, ШМТВ - шина мідна тверда з безкисневої міді. Мінімальна і максимальна ширина мідних шин - 16 мм і 120 мм, товщина - 4 мм і 30 мм, поперечний переріз - 159 мм 2 і +1498 мм2. Значення питомої електричного опору - не більше 0,01724 мкОм * м. Діапазон тривало допустимих струмів - від 210 до 2950 А (шина 120 × 10) і вище при більшій товщині, для гнучкої мідної шини - від 280 до 2330 А. Маса шин в бухті повинна бути в межах від 35 кг до 150 кг. Довжина шин згідно ГОСТ - від 2 до 6 м. Тверді мідні шини в порівнянні з м'якими мають меншу провідність і застосовуються там, де потрібно міцний і нерухомий шинопровод. Для виготовлення м'яких шин використовується мідь марок М1, М1М, М2. Гнучкі шини більш поширені, вони мають більшу міцність, довговічність і кращими характеристиками. Для виготовлення шин з безкисневої міді застосовують спеціальні мідні сплави, що не мають в своєму складі оксидів. Мідні шини відрізняють такі переваги в порівнянні з алюмінієвими: висока питома провідність (в 1,6 вище ніж у алюмінієвих шин), механічна міцність, теплопровідність і гнучкість, корозійна стійкість, стикові контакти з іншими шинами, що не окислюється. Через високу окислюваність на відкритому повітрі і крихкості, застосування алюмінієвих шин має ряд обмежень. Вони не використовуються в машинах і механізмах з рухомими частинами або вібруючим корпусом. Тому у випадках, коли до струмоведучих частин пред'являються підвищені вимоги, застосовуються мідні шини.
Шини являють собою струмопровідні частини електричних установок, поєднуючи між собою обладнання різного типу: генератори, трансформатори, синхронні компенсатори, вимикачі, роз'єднувачі, контактори тощо Струмом навантаження визначається перетин шин, також враховується стійкість до струму к.з.
Шинний міст з жорстких неізольованих шин застосовується: на висновках генераторів, на входах головних розподільних пристроїв, в з'єднаннях трансформатора з РУ і КРУ на 6 - 10 кВ, ГРУ і трансформатора зв'язку.
Шинний міст від силового трансформатора
З'єднання з жорстких неізольованих шин прямокутним або коробчатим перетином виконуються в закритих РУ 6 - 10 кВ (в тому числі збірні шини), як сполук між ГРУ і трансформатором власних потреб, між шафами розподільних щитів. Шини коробчатого перетину рекомендують використовувати при великих токах, вони забезпечують менші втрати і краще охолодження. Кріплення жорстких шин здійснюється за допомогою опорних ізоляторів. Гнучкі шини застосовуються в РУ на 35 кВ і вище, в з'єднаннях блокових трансформаторів з ОРУ.
ГРЩ з мідної ошиновкой
У всіх типах з'єднань в низьковольтних установках і мережах промислового призначення для передачі, розподілу електроенергії та підключення керуючих пристроїв використовуються мідні ізольовані шини (як жорсткі, так і гнучкі). Конструктивно дані шини являють собою одну або кілька мідних тонких пластин іноді луджених з кінців, покритих ізолюючою оболонкою як правило з ПВХ або іншого діелектрика з високим опором. Дані шини є альтернативою як кабелям, так і жорсткої ошиновке і можуть служити з'єднанням між: головною силовою машиною і розподільним обладнанням (контакторами, переривниками ланцюга, перемикачами і т.д.), висновком трансформатора і шинопроводом, шинопроводом і електричним шафою.
Комутація гнучкою ізольованою шиною відходять автоматів
Застосування ізольованих шин дозволяє економити місце, так як шини можна розташовувати набагато ближче один до одного, ніж в разі неізольованою ошиновки. Переваги ізольованих шин - стійкість до корозії і простота монтажу. Кріпильні отвори контактних майданчиків робляться пробивкой безпосередньо в матеріалі контакту, що позбавляє потреби в кабельних наконечниках і усуває проблеми поганого приєднання контактів. Великим попитом користуються саме гнучкі ізольовані мідні шини. Їх головна перевага в порівнянні з жорсткими - більш легкий монтаж, так як немає необхідності в спецінструменту і різанні шини, якщо потрібен поворот в площині. Гнучка шина легко змінює форму в залежності від потреб монтажу. Однак ряд виробників випускають тверді ізольовані шини, в тому числі і за запитом. Кріплення ізольованих шин здійснюється з використанням болта і контактних шайб. Затягувати необхідно ключем, що має обмеження по моменту затяжки. Кріплення не повинен бути в мастилі.
Кріплення мідної ізольованою шини
Ще одним різновидом гнучких шин є мідні плетені шини. Така шина сплетена з мідних смуг і є дуже гнучкою. Вона використовується в місцях, схильних до надсильної вібрації, таких наприклад, як трансформаторні шинні мости. Дані шини також застосовуються для підключення різного устаткування до шинопроводам і лініях шин. Контактні майданчики плетених шин бувають як зі свердлінням, так і без. Випускаються також плетені шини, виготовлені особливим методом - дифузійної зварювання під тиском. Тонкошарові матеріали зварюються шляхом пропускання через них постійного струму під тиском. Такі шини також називають пластинчасті шинні компенсатори або гнучкі пластинчасті шини. Вони мають велику токопроводімость і незначне виділення тепла.
шинні компенсатори
Їх застосовують там, де необхідні компенсація теплового розширення, вібро або сейсмостійкість, а також де відбувається регулярний вигин в одній осі. Наприклад це можуть бути: гнучкі струмопроводи для зварювальних апаратів, автоматичних вимикачів, шини харчування для індукційних печей і печей опору і т.д.
Жорстка мідна шина найбільше підходить для заміни кабелю, використовується в розподільних пристроях, а також для виготовлення шинних складань і шинопроводів. Виробниками випускаються як перфоровані так і гладкі шини різних розмірів, відповідно до ГОСТ. Виробниками шин в даний час випускається безліч затискачів, з'єднувачів і шінодержателей, що полегшують монтаж і забезпечують надійний контакт. Затискачі призначені для з'єднання жорстких і гнучких шин різного типу, біметалічні пластини - для алюмінієвих і мідних шин.
Шінодержателі випускаються плоскі, регульовані плоскі, компактні і посилені, ступінчасті, а також універсальні.
універсальний шінодержатель
Виробниками пропонується широкий вибір ізоляторів: опорні, прохідні, ізолятори типу «драбинка». Всі вони використовуються для фіксації шин всередині шаф і корпусів. Ізолятори однією стороною кріпляться за допомогою болтів до монтажного корпусу, з іншого до них кріпиться шина.
Шинний ізолятор типу «драбинка»
Виробників міді і алюмінію на ринку РФ можна перерахувати «на пальцях», точніше об'єднують їх холдинги. Брендів електротехнічних шин величезна кількість, одних тільки марок ми нарахували більше сотні (за всіма типами шин) з причини цього ми прийняли рішення розвинути цю тему і створити окремий сайт повністю присвячений електротехнічним шинам.
У зв'язку з цим запрошуємо всіх учасників ринку електротехнічних шин розмістити інформацію про свої продукти на новому сайті.
джерело: Шінопровод.РУ