В низковольтных установках и оборудовании, в составе высоковольтных сетей используются электротехнические шины. Это элементы, имеющие низкое сопротивление току, выполняющие функцию проводников. Шины обеспечивают соединение цепей нагрузки, подстанций, устройств передачи и распределения энергоресурсов. Используются для связи контакторов, выключателей оборудования, генераторов, трансформаторов, разъединителей, компенсаторов. Проводники подбираются с учетом максимально возможной нагрузки. Представляют собой пластинчатые изделия из металла различной формы. Устанавливаются системой, размещаемой внутри защитной оболочки. Создают безопасное соединение линий. Токопроводящие шины оптимизируют работу сетей, предотвращают потери ресурсов. Упрощают монтаж электротехнического оборудования, позволяют уменьшить габариты установок. Область применения проводников зависит от их вида. Рассмотрим подробнее, что такое электрическая шина с учетом существующих типов.
Виды токопроводящих шин
У проводников отличается материал металлических пластин. Токопроводящие шины могут быть изготовлены из алюминия или меди. Также существуют варианты, в составе которых комбинируются алюминиевые компоненты и стальные. Классификация изделий осуществляется по наличию изоляции, присутствию перфорации, форме сечения (коробчатые, трубчатые, прямоугольные, двух-, трех- или четырехполосные).
Для изготовления шин из алюминия используется металл, имеющий маркировку А5. Чаще встречается обозначение АД0. Прессованные изделия небольшой прочности маркируются АД31.
|
АД0 |
Технический алюминий с минимальным содержанием примесей (99,5%). Не проходит термообработку, прессуется. Обладает повышенной пластичностью, низкой сопротивляемостью (0,029 Ом*м) в сравнении с аналогами из сплавов. При этом характеризуется большей теплопроводностью, свариваемостью в соединениях, стойкостью к коррозии. |
|
АД31 |
Проходит прессование без термообработки. Чистота составляет не менее 97,25%. Это прочные материалы с высокой электропроводностью. Показатель сопротивления – 0,033 Ом*м. |
|
АД31Т |
Материал подвергается закалке и старению. Технологические процессы влияют на структуру сплава. Твердость повышается без потери эластичности. Изготавливается из сплава, включающего титан, цинк, магний, железо и кремний. Сопротивление прохождению тока на уровне 0,035 Ом*м. |
Медные токопроводящие проводники дороже алюминиевых. Характеризуются эластичной прочностью, высоким уровнем проводимости. Сохраняют электрофизические свойства в соединениях при больших величинах токов до 1500 В, в температурной амплитуде от -45 до +110℃ (при кратковременном нагреве до 280℃). Могут быть мягкими, твердыми (изолированными, луженными), плетеными.
|
М0б |
Медь бескислородная с чистотой 99,97%. Электрорафинированная. |
|
М1 |
Медь с долей кислорода до 0,05%. Переплавляется из катодов. Чистота 99,9%. |
|
М2 |
Медь, содержащая 0,07% кислорода. Чистота составляет 99,7%. |
Типы шин соединения и сферы применения
Чтобы понять функционал шины в электрике, что это и для чего применяется, необходимо рассмотреть типы проводников. По назначению можно выделить 5 видов. Особенности каждой группы описаны в таблице.
|
Распределительные |
Подключаются к проводникам сборного типа. Обеспечивают питание устройства вывода, объединяются в составе одной секции низковольтной сети. К этой категории относятся гребенчатые шины, использующиеся для параллельной активации установок. Шины производят из медной пластины, размещают в пластиковом корпусе. |
|
Сборные |
Используются для подключения блочных устройств, обеспечивающих ввод и вывод, а также шин распределительного типа. |
|
Силовые |
Это шины питания, служащие для передачи энергии между преобразовательным оборудованием и соединения силовых блоков. Могут размещаться в горизонтальной и вертикальной плоскости. Выделяют ступенчатые и задние модификации, мультистандартные варианты. Проводник может быть твердым изолированным и неизолированным. Медная шина последнего типа используется с экранами и держателями, исключающими контакт с клеммами. Такие варианты характеризуются высокой номинальной плотностью электрического потока. |
|
Для крепления на металлическом профиле |
Фиксируются в шкафах контроля, щитках на монтажных рейках. Выполняют функцию шин, коммутирующих заземляющие или нулевые провода. На рейке (монтажном профиле) могут использоваться распределительные проводники, в том числе в блоке. Часто применяются проводники из луженой меди. Основание, обеспечивающее соединение шин на рейках, производят из полиамида. |
|
Заземляющие |
Являются главными элементами заземляющего оборудования. Чаще используются медные пластины, имеющие перфорированные отверстия, в том числе с защитными покрытиями из никеля и олова. Также могут применяться стальные проводники. ГЗШ используют для соединения с нулевыми проводниками, рабочим нулем. Необходимы для контакта с внешним заземлением. Перед соединением провода спрессовывают специальным наконечником. |
Блоки со ступенчатой схемой являются разновидностью распределительных токопроводящих шин. Они состоят из медных проводников и опор, обеспечивающих соединение. На шинах располагается резьба для подведенных цепей и гладкие отверстия, предназначенные для питания всего блока. К лицевой части фиксируется изолирующий экран. Блоки могут размещаться вертикально внутри шкафа или горизонтально рядом с оборудованием.
Проводники используются для создания магистральных, распределительных, троллейных, трековых шинопроводов. Это системы с воздушной, литой изоляцией. Также могут иметь защиту типа «сэндвич». По конструктивному исполнению шинопроводы бывают одно- и трехфазными (оборудование с нулевым проводником, нулевкой и защитным проводником).
Стандарты изготовления токопроводящих шин
Технологическая обработка медных и алюминиевых современных шин соединения осуществляется в соответствии с государственными стандартами. При оценке проводников используются ГОСТы:
- Стандарт 434-78. Применяется к медным проводникам и прямоугольной проволоке. Уточняет номинальные параметры изделий. Детализирует требования к форме и физической основе медных соединений.
- Стандарт 15176-89. Содержит уточнения по способу изготовления прессованных алюминиевых проводников. Включает информацию о массе и размере изделий, итоговых параметрах.
- Стандарт 8617-81. Содержит нормативы отклонений, критерии классификации прессованных алюминиевых токопроводящих шин. Уточняются требования к маркировке, транспортировке, допустимым дефектам элементов соединений.
- Стандарт 10434-82. Содержит уточняющую информацию по контактным соединениям. Нормирует разделение по классам, требования к конструктивным особенностям.
Для контроля качества и подбора оборудования используются ТУ 1-5-009-80 и 16.705.002-77. Это технические стандарты для шин из алюминия, в том числе из сплавов.
Алюминиевые токопроводящие шины
Для изготовления соединительных проводников может использоваться чистый алюминий или сплавы, содержащие компоненты в разном соотношении. Изделия из алюминия обладают высокой коррозионной стойкостью, небольшим весом, хорошей проводимостью. Различают алюминиевую шину в электрике нормальной и повышенной прочности, мерной, немерной, краткой мерной длины. По материалу различают следующие категории:
- закаленная, состаренная естественным путем;
- закаленная, подвергшаяся искусственному старению;
- состаренная искусственным путем, частично закаленная;
- прошедшая горячее прессование, без термообработки.
Наиболее распространены изделия из сплавов АД0 и АД31Т. Шины могут эксплуатироваться для соединения цепей и оборудования при температурах от -40 до +125℃. В соответствии с ГОСТ допускается наличие неровностей на поверхности. Глубина царапин, пузырей, забоин, запрессовок не должна превышать нормативных значений.
При выборе шин соединения важно учитывать уровни напряжения и сопротивления в сети, характеристики изделий и оборудования. Проводники должны соответствовать утвержденным стандартам. Это обеспечит безопасность эксплуатации, долгую и стабильную работу электротехнических установок.
