Konstrukcije sabirnica rasklopnih uređaja

Sabirnice su goli, relativno masivni strujni vodiči pravokutnog, okruglog ili profiliranog presjeka. U prostorijama zatvorenog rasklopnog postrojenja svi odvojci od sabirnica i priključci na uređaje izvode se također s golim vodičima koji čine sabirnicu.

sjajna su središnji i najkritičniji dio rasklopnog postrojenja, jer dobivaju električnu energiju od svih generatora stanice (ili transformatora trafostanice) i na njih su spojeni svi odlazni vodovi.

U zatvorenim rasklopnim postrojenjima do uključivo 35 kV sabirnice su izrađene od pravokutnih aluminijskih traka. Čelične gume se koriste u električnim instalacijama male snage pri strujama opterećenja koje ne prelaze 300-400 A.

Treba napomenuti da su pravokutne (ravne) žice ekonomičnije od okruglih žica. Uz istu površinu poprečnog presjeka, pravokutna guma ima veću bočnu površinu za hlađenje od okrugle gume.

U prostoriji za distribuciju gume se postavljaju na posebne nosače autobusa ili okvire kaveza opreme. Sabirnice se postavljaju na nosive porculanske izolatore rubno ili ravno i učvršćuju držačima sabirnica.

Postoji mnogo različitih načina za montiranje guma. Svaki od njih ima svoje prednosti i nedostatke.

Uvjeti hlađenja su bolji za rebraste gume nego za ravne gume. U prvom slučaju, koeficijent prijenosa topline je 10-15% veći nego u drugom, a to se uzima u obzir pri određivanju dopuštenog strujnog opterećenja (PUE). Gume okrenute uskom stranom (rebrom) prema susjedima imaju veću mehaničku stabilnost.

Kako bi se omogućilo gumama da se pomiču po svom malom uzorku kada je temperatura produžena, guma je čvrsto pričvršćena u sredini dijela i labavo u daljini. Osim toga, za velike duljine sabirnica, kompenzatori su instalirani da bi se prilagodili temperaturnom širenju. Dvije sabirnice su međusobno povezane pomoću fleksibilnog snopa tankih bakrenih ili aluminijskih traka. Krajevi sabirničkih traka nisu čvrsto pričvršćeni za noseći izolator, već kliznim pričvršćenjem kroz uzdužne ovalne rupe.

Za uklanjanje temperaturnih naprezanja, sabirnice su u nekim slučajevima spojene na fiksne uređaje (stezaljke) pomoću fleksibilnih paketa koji su ugrađeni na krajeve krutih sabirnica.

Najveće veličine pojedinačnih bakrenih i aluminijskih sabirnica koje se koriste su 120×10 mm.

Za velika strujna opterećenja (za bakrene sabirnice preko 2650 A i za aluminijske - 2070 A) koriste se višepojasne sabirnice - paketi od dva ili rjeđe tri pojasa po fazi; normalni razmak između traka u pakiranju jednak je debljini jedne trake (b).

Blizina traka iz istog pakiranja jedna drugoj uzrokuje neravnomjernu raspodjelu struje između njih: veliko opterećenje pada na krajnje trake pakiranja, a manje na srednje. Na primjer, u paketu s tri trake, 40% svake teče u vanjskim trakama, a samo 20% ukupne fazne struje u sredini. Ovaj fenomen, koji je analogan fenomenu ljuštenja u jednom vodiču, čini nepraktičnim korištenje više od tri AC sabirnice.

Pri radnim strujama većim od dopuštenih za dvotračne autobuse, preporučljivo je koristiti gume s profilom (kanalicama), koje omogućuju bolje korištenje vodljivog materijala i postizanje visoke mehaničke čvrstoće.

Energetske instalacije trenutno koriste paket od dva kanala po fazi, koji se oblikom i kp približava šupljem kvadratu. Najveća veličina kanala sa stijenkom od 250 mm i debljinom od 12,5 mm s dva kanala u paketu omogućuje prijenos struje od 12.500 A za bakar i 10.800 A za aluminij.

Gume i sve sabirnice zatvorenog rasklopnog uređaja obojene su emajliranim bojama u prepoznatljivim bojama, što omogućuje servisnom osoblju lako prepoznavanje dijelova pod naponom spojenih na određene faze i krugove.

Osim toga, boja štiti gume od oksidacije i poboljšava prijenos topline s površine. Povećanje dopuštene struje od boje sabirnica je 15-17% za bakrene i 25-28% za aluminijske sabirnice.

Za sabirnice s različitim fazama koriste se sljedeće boje: trofazna struja: faza A — žuta, faza B — zelena, faza C — crvena; nulte sabirnice: s neuzemljenom neutralnom - bijelo, s uzemljenom neutralnom, kao i žice za uzemljenje - crno; Istosmjerna struja: pozitivna tračnica je crvena, negativna tračnica je plava.

Sabirnice otvorenih razvodnih uređaja mogu biti izvedene fleksibilnim žicama ili krutim gumama. Na naponima 35, 110 kV i više, da bi se povećao napon korone i smanjili gubici u koroni, koriste se samo okrugle žice.

U većini otvorenih rasklopnih postrojenja sabirnica je izrađena od užetanih čelično-aluminijskih vodiča istog dizajna kao i vodovi.

Bakreni sabirnički vodiči koriste se samo u slučajevima kada se otvoreni rasklopni uređaj nalazi u blizini (oko 1,5 km) obala slanih mora ili kemijskih postrojenja, čije aktivne pare i uvlačenje mogu izazvati brzu koroziju aluminijskih vodiča. U nekim slučajevima, otvoreni razvodni uređaji koriste krutu sabirnicu izrađenu od čeličnih ili aluminijskih cijevi pričvršćenih na potporne izolatore.

Poprečni presjeci guma i drugih strujnih vodiča mogu se izračunati na temelju vrijednosti radnih struja i dopuštenih temperatura na temelju uvjeti grijanja.

Što se tiče sabirnica koje se koriste u rasklopnim postrojenjima, njihovi presjeci su standardizirani i za njih su izrađene tablice dopuštenih trajnih strujnih opterećenja. Stoga u praksi nema potrebe izračunavati po formulama, već je dovoljno napraviti izbor prema tablicama.

Tablice dopuštenih trajnih strujnih opterećenja na golim sabirnicama i vodičima izračunavaju se i eksperimentalno provjeravaju; pri njihovom sastavljanju pretpostavljena je dopuštena temperatura zagrijavanja od 70 ° C pri temperaturi okoline od + 25 ° C.

Takve tablice za standardne presjeke guma i žica osnovnih vodljivih materijala i određenih profila (pravokutni, cjevasti, kanal, šuplji kvadrat itd.) Dani su u PUE i referentnim knjigama.

Za pravokutne sabirnice, tabelarno prikazana strujna opterećenja sastavljaju se kada su postavljene na rubu; stoga, kada su gume prazne, opterećenja treba smanjiti za 5% za gume sa širinom profila do 60 mm i za 8% za gume preko 60 mm. U slučajevima kada se prosječna temperatura okoline razlikuje od standardne (+ 25 ° C), dopuštena opterećenja guma dobivena iz tablica moraju se ponovno izračunati prema sljedećoj približnoj formuli:

gdje je IN dopušteno opterećenje preuzeto iz tablica.

Presjek žica mora se provjeriti prema ekonomskoj gustoći struje.

Ekonomski presjek žica ili sabirnica qEC naziva se takav presjek gdje je ukupni godišnji trošak, određen kapitalnim troškovima i operativnim troškovima, najmanji.

Ekonomski presjek žica i sabirnica dobiva se dijeljenjem maksimalne struje opterećenja u normalnom načinu rada s gustoćom električne struje:

Rezultirajući presjek prema ekonomskom stanju zaokružuje se na najbliži standard i provjerava dugotrajno dopuštenu struju opterećenja.Treba napomenuti da se RU sabirnice za sve napone ne biraju prema ekonomskoj gustoći struje, jer ekonomski dijelovi pri velikim strujama jednaki su ili manji od odjeljaka odabranih za grijanje.

Osim toga, RU gume se provjeravaju na toplinsku i elektrodinamičku stabilnost u slučaju kratkog spoja, a na 110 kV i više i na koronu.

Dakle, žice bilo koje namjene moraju ispunjavati zahtjeve za maksimalno dopušteno zagrijavanje, uzimajući u obzir ne samo normalne, već i hitne načine rada.

Ako poprečni presjek vodiča određen ekonomskim i kontinuiranim uvjetima opterećenja nije jednak poprečnom presjeku potrebnom za druge hitne uvjete (toplinska i dinamička stabilnost tijekom kratkog spoja), tada se pretpostavlja da veći poprečni presjek zadovoljava sve Uvjeti.

Također treba napomenuti da je kod ugradnje guma velikih presjeka potrebno osigurati najmanje dodatne gubitke od površinskog učinka i učinka blizine te najbolje uvjete hlađenja. To se postiže smanjenjem broja traka u pakiranju i njihovim pravilnim prostornim i međusobnim rasporedom, racionalnim dizajnom pakiranja, upotrebom profilnih guma — koritastih, šupljih i sl.

Pri korištenju čeličnih guma određivanje dopuštene vrijednosti struje provodi se na nešto drugačiji način.

U čeličnim gumama, zbog površinskog učinka, postoji značajan pomak struje na površinu vodiča, dubina prodiranja ne prelazi 1,5-1,8 mm.

Studije su otkrile da dopušteno opterećenje AC čeličnih sabirnica praktički ovisi o opsegu poprečnog presjeka sabirnice, a ne o površini ovog poprečnog presjeka.

Na temelju ovih studija usvojena je sljedeća metoda za proračun AC čeličnih sabirnica:

1. Prvo odredite struju opterećenja sabirnice (za sabirnicu s jednom stranom koja ne prelazi 300-400 A) i pronađite linearnu gustoću struje:

gdje In - struja opterećenja, A; p je opseg poprečnog presjeka gume, mm.

Linearna gustoća struje ovisi o dopuštenoj temperaturi pregrijavanja čelične sabirnice iznad temperature okoline. Ova ovisnost definirana je sljedećim izrazom:

Utvrđeno je da za vijčane spojeve čeličnih guma vrijednost Θ ne smije prelaziti 40 ° C, a za zavarene spojeve može se povećati na 55 ° C.

Ako uzmemo temperaturu okoline v0 — 35 °, tada će linearna gustoća struje za vijčane spojeve biti jednaka

i za zavarene spojeve

2. Na temelju ovih podataka određujemo vrijednost potrebnog opsega poprečnog presjeka gume:

Na obodu guma, imajući set guma, lako možete odabrati potrebnu veličinu standardnih čeličnih traka, poštujući stanje

gdje je h visina gume, mm; b - debljina gume, mm.

Gornji izračun čelične gume odnosi se na gume s jednim profilom.

Za velike struje opterećenja mogu se koristiti snopovi od nekoliko čeličnih tračnica. U ovom slučaju, opseg poprečnog presjeka jedne trake gume koja je uključena u paket odabire se prema sljedećim uvjetima:

• za dvosmjerne autobuse

• za trosmjerne autobuse

Da biste pojednostavili izračune, možete koristiti dijagram ovisnosti perimetra p presjeka sabirnice o struji opterećenja IN.