Шины и соединители в установках ВН и ОВН
Что такое электрическая шина?
Электрическая шина - это проводник или набор проводников, предназначенный для сбора электроэнергии от входящих линий и распределения её на выходящие линии. Функционально она служит как соединительный узел, где сходятся входящие и исходящие токи, действуя в качестве центрального хаба для агрегации и распределения энергии.
Установки открытых шин
В высоковольтных (HV), сверхвысоковольтных (EHV) и наружных средневольтных (MV) системах обычно используются голые шины и соединители, которые могут быть выполнены в виде трубчатых или многожильных проводников:
(Примеры вышеуказанных конфигураций показаны на рисунках 1 и 2.)
Шины для установок коммутационного оборудования
Шины коммутационного оборудования обычно изготавливаются из меди, алюминия или алюминиевых сплавов (например, серии Al-Mg-Si), с ключевыми характеристиками голых шин, включающими:
Технология соединения шин
Для подключения шин к оборудованию необходимы специальные соединители, как показано на рисунке 3. Типичные конфигурации включают:
Проектирование соединений должно соответствовать:
Инженерные соображения
Системы шин среднего и высокого напряжения требуют интегрированного проектирования для:
Эти меры в совокупности обеспечивают надежную передачу энергии и продление срока службы оборудования.
Широко используемые в дата-центрах и промышленных предприятиях для распределения больших токов, эти системы обеспечивают гибкую планировку и легкое расширение благодаря модульной конструкции.
Для медных-медных соединений используются бронзовые соединители; для алюминиевых-алюминиевых соединений применяются алюминиевые сплавы; для медных-алюминиевых соединений обязательны двухметаллические соединители, чтобы предотвратить коррозию, вызванную электрохимическими эффектами.
Изолированные шины и системы шинопроводов
Внутренних средневольтных (MV) и низковольтных (LV) установках, особенно там, где сочетаются большие токи и ограниченное пространство, шины часто заключаются в металлические корпуса для механической защиты и изоляции.Такой дизайн снижает теплоотдачу шин из-за ограничения воздушного потока и потерь излучения, что приводит к значительному снижению допустимых токов по сравнению с установками на свободном воздухе. Вентилируемые корпуса можно использовать для минимизации снижения допустимых токов.
Анализ технических деталей
Электрохимическая защита для различных материальных соединений
Медные-медные соединения: бронзовые соединители (оловянная бронза или алюминиевая бронза) повышают надежность контакта за счет упрочнения твердым раствором, предотвращая расслабление чистой меди.
Алюминиевые-алюминиевые соединения: соединители из алюминиевого сплава 6061-T6 проходят старение для обеспечения стабильности оксидной пленки.
Медные-алюминиевые переходы: двухметаллические соединители используют взрывное сваривание или пайку (например, медно-алюминиевые составные шины) для блокировки путей электрохимической коррозии.
Термические проблемы в закрытых шинах
Анализ теплового сопротивления: воздушные зазоры, образованные корпусами, снижают теплопроводность на 30%-50%.
Решения компенсации:Принудительное охлаждение воздухом: внутренние вентиляторы увеличивают допустимый ток на 20%-30%.
Охлаждающие ребра корпуса: увеличенная поверхность для естественной конвекции.
Изоляция с высокой теплопроводностью: силиконовое резиновое покрытие для снижения теплового сопротивления.
Инженерные спецификации применения
Класс защиты: обычно IP54 для внутренних условий, обновлен до IP65 в условиях высокой влажности.
Сопротивление короткому замыканию: соответствует требованиям динамической и тепловой стабильности IEC 61439.
Компенсация расширения: компенсационные соединения каждые 30-50 метров для учета теплового деформирования.
Широко используемые в дата-центрах и промышленных предприятиях для распределения больших токов, эти системы обеспечивают гибкую планировку и легкое расширение благодаря модульной конструкции.
Изолированные шины
Изолированные шины обычно состоят из медных или алюминиевых плоских шин (одна или несколько на фазу, размер которых определяется требованиями к току), с каждой фазой, заключенной в отдельно заземленный кожух. Концы кожуха соединены шинами, способными выдерживать полные токи короткого замыкания.Основная функция кожуха - предотвращение межфазных коротких замыканий. Кроме того, он компенсирует магнитные поля, создаваемые токами проводников: равный и противоположный ток, индуцированный в кожухе, почти полностью нейтрализует электромагнитное поле.Обычные изолирующие среды включают воздух и SF₆.
Системы шинопроводов низкого напряжения
В установках низкого напряжения системы шинопроводов предлагают экономически эффективное решение для распределения энергии, питания нескольких устройств и соединения щитов или трансформаторов, как показано на рисунке 5.
Системы шинопроводов
Система шинопроводов - это предварительно собранная конфигурация, содержащая плоские шины (фазные и нейтральные) внутри одного металлического корпуса.В системах шинопроводов питание осуществляется через стандартизированные устройства отбора мощности, которые подключаются в заранее определенных местах вдоль шинопровода. Эти устройства позволяют извлекать мощность через совместимые защитные устройства.
Преимущества по сравнению с кабельными системами:
