Сабирничке конструкције расклопних уређаја

Сабирнице су голи, релативно масивни струјни проводници правоугаоног, округлог или профилисаног попречног пресека. У просторијама затвореног разводног апарата сви огранци од сабирница и прикључци на уређаје се такође изводе голим проводницима који чине сабирницу.

Схинни су централни и најкритичнији део расклопне опреме, јер добијају електричну енергију из свих станичних генератора (или трансформатора трафостанице) и сви одлазни водови су повезани на њих.

У затвореним расклопним постројењима до укључујући 35 кВ, сабирнице се израђују од правоугаоних алуминијумских трака. Челичне гуме се користе у електричним инсталацијама мале снаге при струјама оптерећења које не прелазе 300-400 А.

Треба напоменути да су правоугаоне (равне) жице економичније од округлих жица. Са истом површином попречног пресека, правоугаона гума има већу бочну расхладну површину од округле гуме.

У дистрибутивној просторији, гуме се монтирају на посебне аутобуске носаче или рамове кавеза опреме. Сабирнице се постављају на носеће порцеланске изолаторе на ивици или равно и фиксирају се држачима сабирница.

Постоји много различитих начина за постављање гума. Сваки од њих има своје предности и мане.

Услови хлађења су бољи за ребрасте гуме него за пробушене гуме. У првом случају, коефицијент преноса топлоте је 10-15% већи него у другом, и то се узима у обзир приликом одређивања дозвољеног струјног оптерећења (ПУЕ). Гуме окренуте према суседима са уском страном (ребром) имају већу механичку стабилност.

Да би се омогућило гумама да се крећу дуж свог малог узорка када се температура повећа, гума је чврсто причвршћена у средини секције и лабаво у даљини. Поред тога, за велике дужине сабирнице, компензатори се уграђују како би се прилагодили експанзији температуре. Две сабирнице су међусобно повезане помоћу флексибилног снопа танких бакарних или алуминијумских трака. Крајеви сабирничких трака нису чврсто причвршћени за носећи изолатор, већ клизни прикључак кроз уздужне овалне рупе.

Да би се елиминисала температурна напрезања, сабирнице су у неким случајевима повезане са фиксним уређајима (стезаљкама) помоћу флексибилних пакета који су уграђени на крајевима крутих сабирница.

Највеће коришћене једноструке бакарне и алуминијумске сабирнице су 120×10 мм.

За велика струјна оптерећења (за бакарне сабирнице преко 2650 А и за алуминијумске - 2070 А) користе се сабирнице са више опсега - пакети од два или ређе три траке по фази; нормално растојање између трака у паковању узима се једнако дебљини једне траке (б).

Близина трака из истог паковања једна другој узрокује неравномерну расподелу струје између њих: велико оптерећење пада на крајње траке пакета, а мање на средње. На пример, у пакету од три траке, по 40% тече у спољним тракама и само 20% укупне фазне струје у средини. Овај феномен, који је аналоган феномену љуштења у једном проводнику, чини непрактичним коришћење више од три АЦ магистрале.

Код радних струја које су веће од дозвољених за двотрачне аутобусе, најпрепоручљивија је употреба пнеуматика са профилом (каналицама), који омогућавају боље коришћење проводног материјала и постизање високе механичке чврстоће.

Енергетске инсталације тренутно користе пакет од два канала по фази, који је по облику и кп приближан шупљем квадрату. Највећа величина канала са зидом од 250 мм и дебљином од 12,5 мм са два канала у пакету омогућава пренос струје од 12.500 А за бакар и 10.800 А за алуминијум.

Гуме и све сабирнице затвореног разводног уређаја су офарбане емајл бојама у идентификационим бојама, што омогућава сервисеру да лако препозна делове под напоном који су повезани са одређеним фазама и струјним круговима.

Поред тога, боја штити гуме од оксидације и побољшава пренос топлоте са површине. Повећање дозвољене струје од боје сабирница је 15-17% за бакарне и 25-28% за алуминијумске сабирнице.

За сабирнице са различитим фазама користе се следеће боје: трофазна струја: фаза А — жута, фаза Б — зелена, фаза Ц — црвена; нулте сабирнице: са неуземљеним неутралним - белим, са уземљеним неутралним, као и жицама за уземљење - црним; ДЦ струја: позитивна шина је црвена, негативна шина је плава.

Сабирница отворених расклопних уређаја може се извести са флексибилним жицама или крутим гумама. На напонима 35, 110 кВ и више, у циљу повећања напона короне и смањења губитака короне, користе се само округле жице.

У већини отворених расклопних уређаја, сабирница је направљена од упредених челично-алуминијумских проводника истог дизајна као и електрични водови.

Бакарни сабирнички проводници се користе само у случајевима када се отворено расклопно постројење налази близу (око 1,5 км) од обала сланих мора или хемијских постројења, чије активне паре и увлачење могу изазвати брзу корозију алуминијумских проводника. У неким случајевима, отворени разводни уређаји користе круте сабирнице од челичних или алуминијумских цеви причвршћене на потпорне изолаторе.

Попречни пресеци гума и других струјних проводника могу се израчунати на основу вредности радних струја и дозвољених температура на основу услови грејања.

Што се тиче сабирница које се користе у расклопним апаратима, њихови попречни пресеци су стандардизовани и за њих су урађене табеле дозвољених трајних струјних оптерећења. Дакле, у пракси нема потребе за израчунавањем по формулама, већ је довољно направити избор према табелама.

Табеле дозвољених трајних струјних оптерећења на голим сабирницама и проводницима су прорачунате и експериментално верификоване; приликом њиховог састављања претпостављена је дозвољена температура грејања од 70 ° Ц при температури околине од + 25 ° Ц.

Такве табеле за стандардне попречне пресеке гума и жица основних проводних материјала и одређених профила (правоугаони, цевасти, канални, шупљи квадратни итд.) Дате су у ПУЕ и референтним књигама.

За правоугаоне сабирнице, табеларно струјно оптерећење се саставља када се инсталира на ивици; стога, када су гуме празне, оптерећење треба смањити за 5% за гуме са ширином газећег слоја до 60мм и за 8% за гуме преко 60мм. У случајевима када се просечна температура околине разликује од стандардне (+ 25 ° Ц), дозвољена оптерећења гума добијена из табела морају се поново израчунати према следећој приближној формули:

где је ИН дозвољено оптерећење узето из табела.

Попречни пресек жица се мора проверити у односу на економску густину струје.

Економски пресек жица или сабирница кЕЦ назива се такав пресек где се укупан годишњи трошак, одређен капиталним трошковима и оперативним трошковима, покаже најмањим.

Економски попречни пресек жица и сабирница се добија дељењем максималне струје оптерећења у нормалном режиму са густином електричне струје:

Добијени пресек се према економском стању заокружује на најближи стандард и проверава за дуготрајну дозвољену струју оптерећења.Треба напоменути да се РУ сабирнице за све напоне не бирају према економској густини струје, јер економски пресеци при великим струјама једнаки су или мањи од секција изабраних за грејање.

Поред тога, РУ гуме се проверавају на термичку и електродинамичку стабилност у случају кратког споја, а на 110 кВ и више, такође на корону.

Дакле, жице било које намене морају испуњавати захтеве за максимално дозвољено загревање, узимајући у обзир не само нормалне, већ и хитне режиме.

Ако попречни пресек проводника одређен економским и континуалним условима оптерећења није једнак пресеку потребном за друге ванредне услове (термичка и динамичка стабилност током кратког споја), онда треба претпоставити да већи попречни пресек испуњава све Услови.

Такође треба напоменути да је код уградње гума великих пресека потребно обезбедити што мање додатних губитака од ефекта површине и ефекта близине и најбоље услове хлађења. Ово се може постићи смањењем броја трака у паковању и њиховим правилним просторним и међусобним распоредом, рационалним дизајном пакета, употребом профилних гума — корита, шупљих итд.

Када се користе челичне гуме, одређивање дозвољене вредности струје врши се на нешто другачији начин.

У челичним гумама, због површинског ефекта, долази до значајног померања струје на површину проводника, дубина продирања не прелази 1,5-1,8 мм.

Истраживања су показала да дозвољено оптерећење челичних сабирница наизменичне струје практично зависи од периметра попречног пресека сабирнице, а не од површине овог попречног пресека.

На основу ових студија усвојена је следећа метода за прорачун челичних сабирница наизменичне струје:

1. Прво одредите струју оптерећења магистрале (за сабирницу чија једна страна не прелази 300-400 А) и пронађите линеарну густину струје:

где је Ин — струја оптерећења, А; п је периметар попречног пресека гуме, мм.

Линеарна густина струје зависи од дозвољене температуре прегревања челичне сабирнице изнад температуре околине. Ова зависност је дефинисана следећим изразом:

Утврђено је да за вијчане спојеве челичних гума вредност Θ не би требало да пређе 40 ° Ц, а за заварене спојеве може се повећати на 55 ° Ц.

Ако узмемо температуру околине в0 — 35 °, онда ће линеарна густина струје за вијчане везе бити једнака

а за заварене спојеве

2. На основу ових података одређујемо вредност потребног периметра попречног пресека гуме:

На ободу гума, са комплетом гума, можете лако одабрати потребну величину стандардних челичних трака, поштујући стање

где је х висина гуме, мм; б — дебљина гуме, мм.

Горњи прорачун челичних гума односи се на гуме са једним профилом.

За велике струје оптерећења могу се користити снопови од неколико челичних шина. У овом случају, обим попречног пресека једне траке гуме укључене у пакет се бира под следећим условима:

• за двосмерне аутобусе

• за тросмерне аутобусе

Да бисте поједноставили прорачуне, можете користити дијаграм зависности периметра п попречног пресека магистрале од струје оптерећења ИН.