Объяснение знаний о шинах
Функция сборных шин заключается в сборе, распределении и передаче электроэнергии. В энергосистеме сборные шины соединяют между собой различные токоведущие ветви распределительного устройства, выполняя функции сбора, распределения и передачи электроэнергии.
Обычно используемые шины делятся на два типа: жесткие шины и мягкие шины.
- Жесткая шина
- Классификация шин: В зависимости от формы шины можно разделить на прямоугольные, желобчатые, ромбовидные, трубчатые и т. д.
(1) Прямоугольные шины являются наиболее распространёнными, также известными как шины. В зависимости от материала они делятся на алюминиевые (алюминиевые шины) и медные (медные шины). Преимуществами прямоугольных шин являются простота изготовления и монтажа, возможность небольших изменений в процессе эксплуатации и высокая допустимая нагрузка по току, однако их стоимость относительно высока.
Номинальный ток прямоугольных шин при горизонтальной и вертикальной установке различается, поэтому теплоотдача также различается. Условия теплоотдачи вертикальных шин лучше, а шин плоского монтажа хуже, поэтому номинальный ток плоского монтажа на 5–8% меньше, чем у вертикальных. Однако механическая устойчивость вертикальных шин при воздействии электрического напряжения хуже.
(2) Как желобчатые, так и ромбовидные шины используются в шинных мостах с большими токами и в ситуациях, когда предъявляются высокие требования к термической и динамической устойчивости.
(3) Трубчатые шины обычно используются вместе с втычными разъединителями. В настоящее время большинство используемых шин представляют собой стальные трубчатые шины, которые просты в изготовлении, но обладают небольшой токовой нагрузкой. Характеристики трубчатых шин: Благодаря увеличенному диаметру реактивное сопротивление мало. По сравнению с шинами того же диаметра, допустимый рабочий ток значительно выше.
- Сравнение образующих прямоугольного и круглого сечений
При одинаковой площади поперечного сечения прямоугольная шина имеет большую окружность, чем круглая шина, и поверхность рассеивания тепла больше, поэтому условия охлаждения хорошие. Кроме того, когда переменный ток проходит через шину, из-за влияния скин-эффекта сопротивление шины прямоугольного сечения также меньше, чем у круглого сечения. Поэтому при одинаковой площади поперечного сечения и одинаковой допустимой температуре нагрева шина прямоугольного сечения имеет больший допустимый рабочий ток, чем шина круглого сечения. Поэтому во внутренних распределительных устройствах ниже 35 кВ в основном используются шины прямоугольного сечения. В наружных распределительных устройствах выше 35 кВ для предотвращения короны в основном используются шины круглого сечения. Чем меньше радиус кривизны поверхности шины, тем больше напряженность электрического поля. Четыре угла прямоугольного сечения склонны вызывать явление короны, а круглое сечение не имеет явления концентрации электрического поля. Для снижения напряженности электрического поля и увеличения диаметра шин в наружных распределительных устройствах напряжением 110 кВ и выше применяются алюминиевые многожильные провода со стальным сердечником или трубчатые шины.
- Жесткое соединение шин
Жесткие шины обычно опрессовываются или свариваются. Опрессовка заключается в сжатии шин винтами для облегчения их модификации и демонтажа. Сварка заключается в опрессовке шин электросваркой или газовой сваркой и применяется преимущественно в местах, где демонтаж не требуется. Пайка и склеивание жестких шин не допускаются. При соединении медных и алюминиевых шин медные шины следует лужить или использовать цинковые листы в качестве прокладок для опрессовки.
- Функция компенсатора для жесткой ошиновки
Объекты подвержены тепловому расширению и сжатию. Длина шины может изменяться под воздействием тепла во время эксплуатации. Во избежание чрезмерной нагрузки и повреждения шины и опорных изоляторов вследствие теплового расширения и сжатия на жёсткой шине следует устанавливать компенсаторы.
2) Мягкая шина: включая алюминиевый многожильный провод, медный многожильный провод, алюминиевый многожильный провод со стальным сердечником, полый провод расширенного диаметра и т. д.
Гибкие шины в основном используются на открытом воздухе. Они обеспечивают большую площадь наружного пространства, большое расстояние между проводниками, хороший теплоотвод, удобную конструкцию и низкую стоимость.
Независимо от выбранной системы шин должны быть соблюдены следующие условия:
(1) Выбранная шина должна соответствовать требованиям постоянного рабочего тока.
(2) Для шин с высокой среднегодовой нагрузкой, длинными шинами и большой пропускной способностью выбор должен основываться на экономической плотности тока.
(3) Шина должна быть испытана и квалифицирована в соответствии с напряжением короны.
(4) Проверено на соответствие условиям термической устойчивости при коротком замыкании.
(5) Пройти тест на динамическую устойчивость к короткому замыканию.