Устройство шин в электрике

Токопроводящие шины: что это и как они устроены

Электротехнические шины используют в высоковольтных и низковольтных энергоустановках различных видов и областей назначения. Без этих устройств невозможно представить сборку и установку электрической цепи на предприятии. Шины выполняют роль проводников тока, соединяя элементы установки без потерь энергии. Благодаря им удается оптимизировать работу цепи, уменьшить затраты материалов и сделать монтаж оборудования гораздо проще. Также электроустановка при использовании шин становится меньше по габаритам.

Как правило, токопроводящие шины представляют собой вытянутые металлические пластины разной формы. В зависимости от области использования различают несколько видов этих приспособлений. В статье расскажем о них подробно.

Чтобы обслуживать оборудование было проще, нужны качественные шины

Виды электротехнических шин

При помощи токопроводящих шин соединяют выключатели, контакторы, генераторы, разъединители, трансформаторы, компенсаторы и другие части промышленного электрического оборудования. От сечения таких соединительных частей зависит нагрузка, которую они выдерживают.

Существуют жесткие шины без изоляции. Это обычные прямоугольные пластины из меди или алюминия, которые устанавливают на крупных узлах. В числе мест установки жестких неизолированных шин входы распределительных устройств, соединения трансформатора с ГРУ или с КРУ и РУ. Также подобные соединения встречаются в закрытых РУ на количество энергии в 6–10 киловатт. Местом применения жестких шин без изоляции являются и трансформаторы, расположенные в шкафах. Помимо прямоугольного сечения таких соединений, существует и коробчатое. Оно рекомендуется для сетей с высокими нагрузками: благодаря коробчатому сечению обеспечивается лучшее охлаждение системы и меньшие потери энергии. Жесткие шины закрепляют в системе при помощи опорных изоляторов.

Ко второму стандарту соединений элементов электрического оборудования относят гибкие изолированные шины. Они представляют собой несколько тонких прямоугольных длинных пластин, помещенных друг на друга. Вместе их соединяет плотная изоляция из ПВХ или подобного материала. Гибкие шины легко установить, они не ржавеют со временем, наконец, их, в отличие от жестких аналогов, можно расположить ближе друг к другу – за счет этого экономится место. Устанавливают соединения при помощи контактных шайб и болтов, для чего предварительно пробивают отверстия. Закручивать нужно ключом с ограничителем. Кабельные наконечники не требуются.

Гибкие шины используют во всех видах электрического оборудования, вне зависимости от нагрузки сети. Например, это может быть связка ОРУ с блочным трансформатором или РУ на 35 киловатт.

Среди гибких токопроводящих шин особое место занимают плетеные. Они обладают наиболее высокой проводимостью и выделяют очень мало тепла. Такие соединения сплетают из полосок меди. В ряде случаев их производят под давлением при помощи диффузионной сварки. Через тонкие медные фрагменты пропускают электрический ток, в результате чего они привариваются друг к другу. Чтобы монтировать такие соединения, возможно придется сверлить установочные площадки, но так бывает не всегда. Плетеные шины соединяют шинные линии с любым оборудованием. Еще одним их достоинством является устойчивость к вибрациям. Поэтому плетеные шины применяют в сейсмоопасных зонах, а также в автовыключателях, токопроводах сварочных аппаратов или печах сопротивления.

Современные производители изготавливают большой выбор аксессуаров для шин. Это зажимы, биметаллические пластины, шинодержатели и изоляторы разных видов. Все это делает монтаж соединений разных видов достаточно простым делом.

Типы шин по сферам применения

  • Силовая шина. Эти соединения применяют в системах с высоким напряжением и плотностью тока. Обычно такая шина является неизолированной жесткой, состоит из алюминия или меди. Существуют варианты, когда ее изготавливают из изолирующих и проводящих слоев, попеременно спрессованных друг с другом. Для силовых шин понадобятся экраны и шинодержатели. Обычно они идут в комплекте с изделиями.
  • Шина для реек. Они крепятся на рейки в электрошкафах и щитках. Обычно служат для соединения нулевых и заземляющих проводов. В качестве материала используют медь или латунь. Шины для реек бывают в защитном корпусе. Их также называют распредблоками.
  • Сборная шина. Служит для подключения к ней блоков ввода/вывода и шин-распределителей.
  • Распределительная шина. Она запитывает устройство вывода за счет подключения к сборной шине. Распространенной разновидностью распределительных соединений является гребенчатое. Это прямоугольная медная пластина в защитном корпусе. С их помощью параллельно включаются УЗО, контакторы и другие части систем. Существуют также ступенчатые распредблоки. Они состоят из четырех медных шин и изоляционных опор, при помощи которых крепятся. Также на них есть отверстия, в которые можно вкрутить болты для установки блока. В его фронтальной части монтируют экран изоляции. Конструкция шины позволяет закреплять блок вертикально или горизонтально в зависимости от расположения и особенностей оборудования.
  • Шина заземления. Это основная часть в системах заземления электрооборудования. Такое соединение обычно представляет собой медную или стальную длинную пластину со множеством отверстий, проделанных на одинаковом расстоянии. К заземляющей шине подсоединяют провода внешних заземлений, рабочий ноль и нулевые проводники. Провода крепят при помощи гаек и болтов. Предварительно проволоку нужно опрессовать.
Читайте также:  Какие шины для ваз 2108

Если шины подобраны правильно, у электриков будет меньше работы

Стандарты производства токопроводящих шин

  • ГОСТ 434-78. Это стандарт для медных токопроводящих шин и прямоугольной проволоки. В нем указаны все нормативные параметры данных изделий, изложены требования к их форме, материалам производства и многое другое.
  • ТУ 1-5-009-80. Данный норматив разработан для шин из алюминиевых сплавов.
  • ГОСТ 15176-89. Прессованные алюминиевые шины и изделия из сплавов алюминия. Подробно прописаны способы изготовления, габариты изделий, их масса, требования к составным материалам. ГОСТ также касается итоговых параметров шин, которые должны быть достигнуты при производстве.
  • ГОСТ 8617-81. Норматив для прессованных шин из алюминия и его сплавов. В документе содержится классификация изделий, величины их отклонений. Есть требования к дефектам, маркировкам сплавов, перевозке и хранению.
  • ГОСТ 10434-82. Это контактные соединения. В документе приводится их классификация. Также есть требования к особенностям конструкции. Для полноты прописаны отсылки к дополнительным ГОСТам.
  • ТУ 16.705.002-77. Это технические условия для производства прямоугольных алюминиевых шин. В документе указаны характеристики готовых изделий и их допустимые габариты.

Медные шины и их использование

Шины из меди широко применяют при сборке и монтаже электрического оборудования разных типов. Они бывают гибкими и жесткими. Те и другие очень популярны. Шины из меди стоят дороже алюминиевых. Все потому, что медь имеет сравнительно более высокую прочность и меньшее сопротивление. Это позволяет соединениям выдерживать высокие нагрузки длительное время, не теряя своих свойств. Медные шины производят следующими способами:

Для изолированных соединений в качестве изоляционного материала используют ПВХ. Его наносят методом экструзии. Благодаря этому слой материала равномерно распределяется по поверхности, остается очень гибким и в то же время устойчивым к механическим нагрузкам. Медные шины могут выполнять свои функции в температурном диапазоне от −45 до 105 °С и при напряжении в сети в 1500 Вольт.

Качественные токопроводящие шины – залог долговечности промышленного оборудования

Алюминиевые токопроводящие шины и их особенности

Алюминиевые шины производят из сплавов или чистого металла. В обоих случаях нередко применяют алюминий с маркировкой А5, но чаще АД0. Если говорить о прессованных соединениях, то к АД0 добавляется марка АД31, которая имеет небольшую прочность. Однако для поставленных целей такой металл тоже подходит. Производят изделия методом холодного и горячего проката. Если при осмотре поверхность окажется шероховатой, ничего страшного. Это допустимо нормативами.

Алюминиевые токопроводящие шины устойчивы к образованию коррозии, имеют хорошую проводимость, малый вес и, что немаловажно, доступные цены. Кроме того, такие изделия малотоксичны. Это позволяет обеспечить безопасность людей на производстве.

Заключение

При покупке электротехнических шин необходимо учитывать характеристики оборудования, напряжение и сопротивление в сети. Также нужно тщательно выбирать поставщиков и следить за тем, чтобы продукция соответствовала всем принятым стандартам. Так шины прослужат максимально долго и облегчат обслуживание электрооборудования, а также помогут стабилизировать его работу.

Источник

Сборные шины распределительных устройств

Необходимость соединения между собой подводящих и отводящих электроэнергию линий обусловливает применение на станциях, подстанциях, распределительных устройствах и пунктах сборных шин.

К сборным шинам присоединяют все генераторы или трансформаторы, вводы и отходящие линии. Электрическая энергия поступает на сборные шины и по ним распределяется к отдельным отходящим линиям. Таким образом, сборные шины являются узловым пунктом схемы соединения, через который протекает вся мощность станции, подстанции или распределительного пункта . Повреждение или разрушение сборных шин означает прекращение подачи электроэнергии потребителям. Поэтому сборным шинам уделяют серьезное внимание при проектировании, монтаже и эксплуатации электроустановок.

Читайте также:  Где вы храните шины

Простейшей системой является так называемая одиночная система шин (рис. 1), применяемая в электроустановках малой мощности с одним источником питания.

Рис. 1. Одиночная система шин

На станциях и подстанциях, имеющих два и более трансформатора или генератора, в целях повышения надежности снабжения потребителей электроэнергией шины секционируют, т. е. делят на две, а иногда и большее число частей. К каждой секции должно быть присоединено по возможности равное число генераторов или трансформаторов и отходящих линий (рис. 2).

Рис. 2. Одиночная секционированная система шин с межсекционным разъединителем

Секционирование шин сообщает схеме большую эксплуатационную гибкость (при выходе из работы одной секции шин отключается только часть вводов и отходящих линий).

Отдельные секции шин могут быть соединены между собой разъединителями или выключателями. При секционировании шин разъединителем последний большей частью разомкнут. При этом обе секции работают раздельно, и при повреждении одной из секций питания лишается только часть потребителей. Кроме того, при раздельной работе трансформаторов снижаются токи короткого замыкания на стороне вторичного напряжения.

В случае повреждения трансформатора его отключают и обе секции соединяют между собой разъедиителем, отключив предварительно для предотвращения перегрузки неответственные потребители.

Допустима также работа с включенным разъединителем для обеспечения равномерного распределения нагрузки между питающими линиями. В этом случае при аварии на одной из секций прекращается питание электроэнергией всех потребителей на время, необходимое для разделения секций. В случае же автоматического отключения одного из источников питания второй источник будет перегружен в течение времени, необходимого для отключения неответственных потребителей.

При наличии межсекционного выключателя (рис. 3) последний может быть также при работе замкнутым или разомкнутым.

Рис. 3. Одиночная секционированная система шин с межсекционным выключателем

При работе с замкнутым выключателем его снабжают максимальной токовой защитой, которая автоматически отключает поврежденную секцию. Однако такое решение не рекомендуется, поскольку оно не дает существенных преимуществ по сравнению со схемами с межсекционными разъединителями.

Применение межсекционного выключателя рекомендуется только в тех случаях, когда он используется для автоматического включения резервного питания от другого рабочего источника и при нормальной работе электроустановки находится в разомкнутом состоянии.

При наличии на подстанции одиночной секционированной системы шин резервирующие друг друга отходящие линии следует присоединять к различным секциям шин.

Для большей надежности питания и большего удобства эксплуатационных переключений на крупных станциях и подстанциях применяют двойную систему шин (рис. 4), которая допускается только при наличии соответствующего обоснования в каждом отдельном случае.

Рис. 4. Двойная система сборных шин

При нормальной работе электроустановки одна система шин является рабочей, а другая — резервной. Обе системы шин могут быть соединены между собой шиносоединительным выключателем, который позволяет осуществить переход с одной системы шин на другую без перерыва в подаче энергии, а также может быть использован в качестве замены любого из выключателей электроустановки. В последнем случае линию, с которой выключатель снят для ремонта, присоединяют к резервной системе шин и соединяют рабочую и резервную системы шин шиносоединительным выключателем.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Классификация и маркировка электрических шинопроводов

В процессе монтажа электрических цепей в распределительных устройствах и силовых блоках используют шинопровод, или электротехническую шину. Так называют конструкцию – проводник, изготовленную из металла с низким удельным сопротивлением.

Преимущества использования шинопроводов

Шина электрическая более удобна в применении, чем группа проводов

Применение шины в электрике вместо кабельной продукции обеспечивает существенную экономию материальных, энергетических и трудовых ресурсов:

  • Монтаж занимает в 2 раза меньше времени, чем прокладка кабеля.
  • Срок службы – до 30 лет без необходимости сложного технического обслуживания.
  • Гибкая конфигурация позволяет выполнить качественный и безопасный монтаж сети в зависимости от пути ее пролегания.
  • Шинопровод имеет более эстетичный вид, чем групповая прокладка провода.
  • Экранирование проводника исключает воздействие электромагнитного поля на расположенную рядом офисную технику.
  • Конструкция пожаробезопасна и соответствует требованиям безопасности для уровня защиты IP55.

Область применения электрических шин – подключение электрических цепей в низковольтных сетях или высоковольтных разрядных устройств, подстанций и т.д.

Классификация шин по форме сечения

Поперечное сечение шин

В зависимости от формы поперечного сечения шинопровода различают:

  • трубчатые конструкции;
  • прямоугольные модели;
  • коробчатые проводники;
  • двух- или трехполосные модели.
Читайте также:  Как одеть вальгусную шину

Преимущества проводников с прямоугольным сечением – эффективное отведение тепла и низкое сопротивление силы тока, что снижает активную и ограничивает реактивную энергию. Таким образом удается обеспечить существенную экономию дорогостоящих энергоресурсов, что имеет важное значение для крупных коммерческих и производственных объектов.

Область применения шинопровода прямоугольного сечения – монтаж сетей и распределительных устройств силой тока в диапазоне 2000-4000А. Возможно соединение нескольких плоских шин для получения двух- или трехполосных конфигураций.

Плоские и коробчатые модификации шинопровода находят применение в сетях, работающих под напряжением до 35кВ.

Оптимальной модификацией считается трубчатая электрическая шина. В числе ее основных преимуществ – эффективное теплоотведение, высокая прочность и равномерность распределения образующегося электрического поля.

Металлы, используемые в производстве шин

В зависимости от назначения и необходимых рабочих параметров для изготовления проводников могут использоваться:

  • медь;
  • алюминий;
  • сталь;
  • сталеалюминий — стальной сердечник, покрытый повивкой из алюминиевых проводов.

В числе преимуществ алюминиевых шин – антикоррозийная стойкость, отличные электропроводящие свойства, небольшой вес и приемлемая стоимость. Для их изготовления применяют низколегированные алюминиевые сплавы с незначительным содержанием кремния и магния для улучшения пластичности и прочности металла.

Медные шины с содержанием меди до 99% ни в чем не уступают алюминиевым, но имеют меньшее распространение из-за сравнительно высокой стоимости.

Маркировка электрических шин

Маркировка нулевых шин

Нанесение цветовой маркировки на электротехнические шины регламентировано действующими стандартами. Соблюдение их требований является обязательным для каждого производителя. Нанесение маркировки может осуществляться как на этапе производства, так и после его завершения. В первом случае используется цветная изоляция, во втором – цветная изоляционная лента, указывающая на разные фазы проводника.

Цветовое обозначение шин позволяет точно определить их тип и назначение:

  • Заземляющий проводник отмечен желтым и зеленым цветами в виде чередующихся продольных полос.
  • Нейтральный и рабочий проводник обозначен с помощью синего цвета.
  • Соединение проводников подразумевает использование всех трех оттенков в разных вариантах: изоляция с продольными желтыми и зелеными полосами и синей линией на конце либо синяя изоляция с желто-зеленой полосой в местах соединений и на концах проводника.

В сетях трехфазного тока фаза А отмечена желтым цветом, фаза В – зеленым, фаза С – красным.

Согласно требованиям действующих стандартов, одновременно с цветовой маркировкой проводников для сетей переменного тока используется следующее буквенное обозначение проводников:

  • в однофазной сети – L;
  • в трехфазной сети – L с цифрами от 1 до 3;
  • средний – М;
  • нейтральный, или нулевой – N;
  • заземляющий – PE;
  • совмещенный рабочий и нулевой – PEN (сочетание обозначений каждого из использованных проводников).

Модели для сетей постоянного тока маркируются литерой L со знаком + или -, соответственно – положительный или отрицательный проводник.

Нулевая шина

Шина нулевая на Дин-рейке

Подключение заземляющих и нейтральных рабочих проводников выполняется с помощью нулевой шины. Ее конструкция состоит из токопроводящей жилы и пластикового основания, которое монтируется на DIN рейку. Жила изготавливается из специальной электротехнической меди или латуни. В конструкции токопроводящего элемента имеются отверстия и зажимные болты. Их наличие позволяет выполнить аккуратную и безопасную разводку кабелей в узлах распределительных устройств. Модели нулевых шин изготавливают разной длины, что позволяет проделать в жиле требуемое количество монтажных отверстий. Основная область их применения – сети переменного или постоянного тока, рассчитанные на рабочее напряжение до 400В.

Благодаря применению нулевой шины удастся:

  • повысить эффективность используемых защитных автоматических устройств;
  • создать одновременно несколько точек подключения нагрузок к нулевому проводнику;
  • аккуратно и безопасно разделить нулевые и рабочие проводники;
  • выполнить заземление видимого типа с использованием пластикового устройства с крышкой для защиты клемм;
  • смонтировать единую цепь от точки заземления до каждой нагрузки.

Важное условие при выборе нулевой шины – учет ограничений по максимально допустимой площади сечения проводов. Это обеспечит безопасность эксплуатации сети и бесперебойное электроснабжение на объекте. Кроме того, подбор оптимальной модификации проводника осуществляется с учетом предельного количества подключаемых нагрузок.

Монтаж нулевой шины выполняется непосредственно внутри электрического щитка или на металлическую рейку с помощью болтового соединения. Различают открытый и закрытый способы монтажа. Первый вариант предусмотрен для электрических шкафов с закрытой конструкцией, что исключает доступ посторонних лиц к внутреннему содержимому. Монтаж закрытым способом оптимален для сетей, к которым подключается дорогостоящее энергоемкое оборудование – станки и механизмы, электроинструмент и т.д.

Источник

Поделиться с друзьями
Шинбург