Skirstomųjų įrenginių šynų konstrukcijos

Šynos yra pliki, palyginti masyvūs, stačiakampio, apvalaus arba profiliuoto skerspjūvio srovės laidininkai. Uždaros skirstyklos patalpose visos atšakos nuo šynų ir jungtys prie prietaisų taip pat atliekamos plikomis šyną formuojančiais laidininkais.

Blizgus yra centrinė ir svarbiausia skirstomųjų įrenginių dalis, nes jie gauna elektros energiją iš visų stočių generatorių (ar pastočių transformatorių), o visos išeinančios linijos yra prijungtos prie jų.

Uždaruose skirstomuosiuose įrenginiuose iki 35 kV imtinai šynos pagamintos iš stačiakampių aliuminio juostų. Plieninės padangos naudojamos mažos galios elektros instaliacijose, kai apkrovos srovė neviršija 300-400 A.

Reikėtų pažymėti, kad stačiakampiai (plokštieji) laidai yra ekonomiškesni nei apvalūs. Esant tokiam pačiam skerspjūvio plotui, stačiakampės padangos šoninis aušinimo paviršius yra didesnis nei apvalios padangos.

Paskirstymo patalpoje padangos montuojamos ant specialių autobusų stelažų arba įrangos narvų rėmų. Šynos dedamos ant laikančiųjų porcelianinių izoliatorių ant krašto arba plokščios ir tvirtinamos šynų laikikliais.

Yra daug skirtingų padangų montavimo būdų. Kiekvienas iš jų turi savo privalumų ir trūkumų.

Aušinimo sąlygos yra geresnės briaunotoms padangoms nei nuleistoms padangoms. Pirmuoju atveju šilumos perdavimo koeficientas yra 10-15% didesnis nei antruoju, ir į tai atsižvelgiama nustatant leistiną srovės apkrovą (PUE). Padangos, nukreiptos į kaimynus su siauru šonu (riba), turi didesnį mechaninį stabilumą.

Kad padangos galėtų judėti išilgai savo mažo rašto, kai temperatūra pakyla, padanga tvirtai pritvirtinama sekcijos viduryje ir laisvai tolumoje. Be to, ilgiems autobusų ilgiams įrengiami kompensatoriai, kurie prisitaiko prie temperatūros plėtimosi. Dvi šynos tarpusavyje sujungiamos naudojant lankstų plonų varinių arba aliuminio juostų ryšulį. Šynų juostų galai nėra tvirtai pritvirtinti prie atraminio izoliatoriaus, o stumdomas tvirtinimas per išilgines ovalias skylutes.

Temperatūros įtempimams pašalinti šynos kai kuriais atvejais sujungiamos su stacionariais įtaisais (spaustukais), naudojant lanksčius paketus, įmontuotus standžių šynų galuose.

Didžiausi naudojami vienos juostos vario ir aliuminio šynų dydžiai yra 120×10 mm.

Didelėms srovės apkrovoms (varinėms šynoms virš 2650 A ir aliumininėms - 2070 A) naudojamos daugiajuostės šynos - dviejų ar rečiau trijų juostų fazėje paketai; įprastas atstumas tarp juostelių pakuotėje yra lygus vienos juostelės storiui (b).

Tos pačios pakuotės juostelių artumas viena prie kitos lemia netolygų srovės pasiskirstymą tarp jų: ​​didelė apkrova tenka galinėms pakuotės juostoms, o vidurinėms – mažiau. Pavyzdžiui, trijų juostų pakuotėje išorinėse juostose teka po 40%, o viduryje - tik 20% visos fazės srovės. Dėl šio reiškinio, kuris yra analogiškas vieno laidininko lupimo reiškiniui, nepraktiška naudoti daugiau nei tris kintamosios srovės magistrales.

Eksploatacinėms srovėms viršijant leistinas dviejų eismo juostų autobusams, labiausiai rekomenduojama naudoti padangas su profiliu (kanalais), kurie leidžia geriau panaudoti laidžią medžiagą ir pasiekti aukštą mechaninį stiprumą.

Energijos įrenginiuose šiuo metu naudojamas dviejų kanalų paketas vienai fazei, kuris savo forma ir kp prilygsta tuščiaviduriui kvadratui. Didžiausias kanalo dydis su 250 mm sienele ir 12,5 mm storiu su dviem kanalais pakuotėje leidžia perduoti 12 500 A srovę variui ir 10 800 A aliuminiui.

Uždarų skirstomųjų įrenginių padangos ir visos šynos nudažytos identifikuojančiomis spalvomis emaliniais dažais, todėl aptarnaujantis personalas gali lengvai atpažinti įtampingąsias dalis, prijungtas prie tam tikrų fazių ir grandinių.

Be to, dažai apsaugo padangas nuo oksidacijos ir pagerina šilumos perdavimą nuo paviršiaus. Leidžiamos srovės padidėjimas nuo šynų spalvos yra 15-17% varinėms ir 25-28% aliuminio šynoms.

Skirtingų fazių autobusams naudojamos šios spalvos: trifazė srovė: fazė A — geltona, fazė B — žalia, fazė C — raudona; nulinės šynos: su neįžeminta neutrale — balta, su įžeminta neutrale, taip pat įžeminimo laidai — juodi; Nuolatinė srovė: teigiamas bėgis yra raudonas, neigiamas - mėlynas.

Atvirų skirstomųjų įrenginių šynos gali būti pagamintos lanksčiais laidais arba standžiomis gumomis. Esant 35, 110 kV ir aukštesnei įtampai, siekiant padidinti vainikinę įtampą ir sumažinti koronos nuostolius, naudojami tik apvalūs laidai.

Daugumoje atvirų skirstomųjų įrenginių šynos yra pagamintos iš plieninių-aliuminio laidų, kurių konstrukcija yra tokia pati kaip ir elektros linijos.

Variniai magistralės laidininkai naudojami tik tais atvejais, kai atvira skirstykla yra arti (apie 1,5 km) nuo sūrios jūros krantų ar chemijos gamyklų, kurių aktyvūs garai ir įtraukimas gali sukelti greitą aliuminio laidininkų koroziją. Kai kuriais atvejais atviruose skirstomuosiuose įrenginiuose naudojama standi šyna, pagaminta iš plieno arba aliuminio vamzdžių, pritvirtintų prie atraminių izoliatorių.

Padangų ir kitų srovės laidininkų skerspjūviai gali būti apskaičiuojami pagal darbinių srovių vertę ir leistiną temperatūrą, pagrįstą šildymo sąlygos.

Kalbant apie skirstomuosiuose įrenginiuose naudojamas šynas, jų skerspjūviai yra standartizuoti, joms sudarytos leistinų nuolatinės srovės apkrovų lentelės. Todėl praktiškai nereikia skaičiuoti pagal formules, o pakanka pasirinkti pagal lenteles.

Apskaičiuotos ir eksperimentiškai patikrintos leistinų nuolatinės srovės apkrovų ant plikų šynų ir laidininkų lentelės; sudarant juos, buvo daroma prielaida, kad leistina šildymo temperatūra yra 70 ° C, esant + 25 ° C aplinkos temperatūrai.

Tokios padangų ir pagrindinių laidžiųjų medžiagų laidų ir tam tikrų profilių (stačiakampio, vamzdinio, kanalo, tuščiavidurio kvadrato ir kt.) standartinių skerspjūvių lentelės pateiktos PUE ir žinynuose.

Stačiakampėms šynoms lentelėse pateiktos srovės apkrovos surašomos, kai jos sumontuotos krašte; todėl, kai padangos yra nuleistos, padangoms, kurių protektoriaus plotis iki 60 mm, apkrovas reikėtų sumažinti 5 %, o virš 60 mm – 8 %. Tais atvejais, kai vidutinė aplinkos temperatūra skiriasi nuo standartinės (+ 25 ° C), leistinos padangų apkrovos, gautos iš lentelių, turi būti perskaičiuotos pagal šią apytikslę formulę:

kur IN yra leistina apkrova, paimta iš lentelių.

Laidų skerspjūvis turi būti patikrintas pagal ekonominės srovės tankį.

Ekonominiu laidų ar autobusų skerspjūviu qEC vadinamas toks skerspjūvis, kai bendros metinės sąnaudos, nulemtos kapitalo sąnaudų ir eksploatacijos sąnaudų, pasirodo pačios mažiausios.

Ekonominis laidų ir šynų skerspjūvis gaunamas maksimalią apkrovos srovę normaliu režimu padalijus iš elektros srovės tankio:

Gautas skerspjūvis pagal ekonominę būklę suapvalinamas iki artimiausio etalono ir tikrinamas ilgalaikei leistinai apkrovos srovei.. Atkreiptinas dėmesys, kad RU šynos visoms įtampoms parenkamos ne pagal ekonominį srovės tankį, nes pagal ekonominę srovių tankį RU šynos parenkamos ne visoms įtampoms. ekonomiškos sekcijos esant didelėms srovėms yra lygios arba mažesnės už šildymui pasirinktas sekcijas.

Be to, RU padangos tikrinamos dėl terminio ir elektrodinaminio stabilumo trumpojo jungimo atveju, o esant 110 kV ir aukštesnei įtampai – taip pat dėl ​​koronos.

Taigi bet kokios paskirties laidai turi atitikti didžiausio leistino šildymo reikalavimus, atsižvelgiant ne tik į įprastą, bet ir avarinį režimą.

Jei ekonominių ir nuolatinės apkrovos sąlygų nustatytas laidininko skerspjūvis nėra lygus skerspjūviui, kurio reikia kitoms avarinėms sąlygoms (šiluminiam ir dinaminiam stabilumui trumpojo jungimo metu), tuomet reikia daryti prielaidą, kad didesnis skerspjūvis atitinka visus sąlygos.

Taip pat reikėtų atkreipti dėmesį į tai, kad montuojant padangas su didelėmis sekcijomis, būtina užtikrinti mažiausius papildomus nuostolius dėl paviršiaus efekto ir artumo efekto bei geriausias aušinimo sąlygas. Tai galima pasiekti sumažinus juostelių skaičių pakuotėje ir teisingą jų erdvinį bei tarpusavio išdėstymą, racionalų pakuotės dizainą, profilinių padangų naudojimą – lovio, tuščiavidurio ir kt.

Naudojant plienines padangas, leistinos srovės vertės nustatymas atliekamas šiek tiek kitaip.

Plieninėse padangose ​​dėl paviršiaus poveikio pastebimas srovės poslinkis į laidininko paviršių, įsiskverbimo gylis neviršija 1,5-1,8 mm.

Tyrimais nustatyta, kad kintamosios srovės plieninių šynų leistina apkrova praktiškai priklauso nuo šynos skerspjūvio perimetro, o ne nuo šio skerspjūvio ploto.

Remiantis šiais tyrimais, kintamosios srovės plieninėms šynoms apskaičiuoti buvo pritaikytas toks metodas:

1. Pirmiausia nustatykite magistralės apkrovos srovę (šynai, kurios viena pusė neviršija 300-400 A) ir raskite tiesinės srovės tankį:

kur In — apkrovos srovė, A; p – padangos skerspjūvio perimetras, mm.

Linijinis srovės tankis priklauso nuo leistinos plieno magistralės perkaitimo temperatūros, viršijančios aplinkos temperatūrą. Ši priklausomybė apibrėžiama tokia išraiška:

Nustatyta, kad plieninių padangų varžtų jungtyse Θ vertė neturi viršyti 40 ° C, o suvirintų jungčių – iki 55 ° C.

Jei imsime aplinkos temperatūrą v0 - 35 °, tada varžtų jungčių linijinis srovės tankis bus lygus

ir suvirintoms jungtims

2. Pagal šiuos duomenis nustatome reikiamo padangos skerspjūvio perimetro reikšmę:

Ant padangų perimetro, turėdami padangų komplektą, galite lengvai pasirinkti reikiamo dydžio standartines plienines juostas, stebėdami būklę

čia h yra padangos aukštis, mm; b — padangos storis, mm.

Pirmiau pateiktas plieninių padangų skaičiavimas skirtas vieno protektoriaus padangoms.

Didelės apkrovos srovėms gali būti naudojami kelių plieninių bėgių ryšuliai. Tokiu atveju vienos pakuotėje esančios padangos juostos skerspjūvio perimetras parenkamas laikantis šių sąlygų:

• dvipusiams autobusams

• trijų krypčių autobusams

Norėdami supaprastinti skaičiavimus, galite naudoti magistralės skerspjūvio perimetro p priklausomybės nuo apkrovos srovės IN diagramą.