Токопроводы и шинопроводы: схемы, технические данные, типы, достоинства и недостатки

В зависимости от вида проводников токопроводы подразделяются на гибкие (при использовании проводов) и жесткие (при использовании жестких шин). В зависимости от назначения шинопроводы подразделяются на магистральные, предназначенные в основном для присоединения к ним распределительных шинопроводов и силовых распределительных пунктов, щитов и отдельных мощных приемников; распределительные, предназначенные в основном для присоединения к ним электроприемников; троллейные, предназначенные для питания передвижных электроприемников; осветительные, предназначенные для питания светильников и электроприемников небольшой мощности и специальные. Токопроводы защищены от попаданий твердых тел, капель и пыли.

Жесткие токопроводы напряжением до 1 кВ, поставляемые комплектно, называются шинопроводами. Они комплектуются секциями унифицированной длины и могут быть прямые, угловые, гибкие, вводные, ответвительные, компенсационные, переходные, подгоночные. Технические данные шинопроводов приведены в табл. 5.8…5.10.

Магистральный шинопровод ШМА предназначен для распределительных шинопроводов и пунктов, в том числе по схеме трансформатор ЗУР — магистраль, отдельных крупных электроприемников в системе четырехпроводных электрических сетей с глухозаземленной нейтралью. Номинальный ток — 1600, 2 500, 4000 А.

Кожух ШМА73 (рис. 5.8) состоит из двух алюминиевых профилированных боковин, используемых в качестве нулевого провода, и крышек (обойм). Нулевым проводом в ШМА68Н является четвертая шина. ШЗМ16 имеет сплошную изоляцию шин и плотное сжатие их профилированных алюминиевых оболочек, что обеспечивает непрерывное крепление шин по всей длине секции и надежность нулевого провода. Выпускаются также шинопроводы постоянного тока ШМАД, ШМАДК на напряжение 1 200 В и ток 1600, 300 А и магистральные шинопроводы специального назначения.

Распределительные шинопроводы с алюминиевыми жилами ШРА (рис. 5.9) и с медными жилами ШРМ предназначены для непосредственного присоединения электроприемников в системах с глухозаземленной нейтралью 380/220 В. Номинальный ток ШРА — 250,400, 630 А; ШРМ 100, 250 А.

Осветительные шинопроводы ШОС выпускаются на ток 25, 63, 100 А для групповых четырехпроводных линий в сетях напряжением до 1 кВ с нулевым проводом. Используются: в ШОС67 — медный изолированный провод; ШОС73А — алюминиевые шины, плакированные медью; ШОС73 — медные шины.

На прямых секциях снизу через каждые 500 мм смонтированы соединительные розетки, закрытые откидными крышками. Они служат для подключения светильников втычным контактом через штепсель 10 А. Короб заземлен нулевым проводом. Светильники подвешивают к несущим конструкциям или непосредственно к ШОС. Общая нагрузка на 1 м, определяемая типом (видом) шинопровода и максимальным пролетом, регламентируется.

Экономично выполнить цеховую электрическую сеть по схеме блок трансформатор — магистраль. В этом случае линия, питающая распределительную сеть цеха (которая может быть выполнена на 2УР как распределительными шинопроводами ШРА, так и кабелями, радиально питающими шкафы и шиты 0,4 кВ), является главной магистралью. Число отходящих от подстанций питающих магистралей не должно превышать число трансформаторов.

В сетях 6—10 кВ промышленных предприятий экономически целесообразно применять гибкие или жесткие токопроводы при передаваемой мощности 15 — 40 МВА на напряжении 6 кВ и 20 — 70 MB • А на напряжении 10 кВ (рис. 5.10).

Преимущества токопроводов по сравнению с кабельными линиями:

1) большая надежность, в основном изза отсутствия кабельных

муфт;

2) меньшие стоимость и трудоемкость изготовления;

3) лучшие условия эксплуатации за счет возможности визуально

го осмотра;

4) большая перегрузочная способность за счет лучших условий

охлаждения.

Недостатки токопроводов:

1) большее индуктивное сопротивление, что приводит к дополнительным потерям напряжения; сопротивления фаз различны, что приводит к несимметрии напряжения фаз протяженных токопроводов при токах 2,5 кА и более;

2) дополнительные потери электроэнергии в шинодержателях, арматуре и конструкциях при токах 1 кА и более от воздействия магнитного поля;

3) следует считаться и с укрупнением единичной мощности токопровода по сравнению с несколькими кабельными линиями.

Для увеличения надежности токопроводы применяются, как правило, состоящими из двух линий с секционированием и автоматическим включением резерва.

Изза значительного реактивного сопротивления шинопроводов при токах 2,5 кА и более предусматриваются меры по снижению и выравниванию индуктивного сопротивления (располагают полосы в пролетах по сторонам квадрата, применяют спаренные фазы, профильные шины, круглые и квадратные полые трубы, внутрифазные транспозиции для протяженных гибких токопроводов).

Каждая фаза гибкого токопровода выполняется из нескольких алюминиевых или сталеалюминиевых проводов, располагаемых по окружности с помощью крепежных деталей, которые осуществляют их крепление к изоляторам и противодействие схлестыванию при КЗ. Механическую нагрузку обычно несут два сталеалюминиевых провода, токовую — остальные. Во избежание схлестывания проводов при КЗ между проводами гибких и жестких подвесных токопроводов предусматриваются однадве междуфазные распорки в пролете.

В токопроводах магнитные поля близко расположенных проводников влияют на распределение тока по их сечению: при одинаковом направлении ток вытесняется к периферии, при противоположном — стягивается к середине расположения проводников; это явление называется эффектом близости и характеризуется коэффициентом близости Кэ б. В отличие от коэффициента поверхностного эффекта Кп э, который при переменном токе всегда больше единицы, коэффициент близости может быть больше или меньше единицы, т.е. может и увеличивать, и уменьшать неравномерность распределения тока по сечению (для круглых шин Кэ б > 1, для прямоугольных — зависит от их взаимного расположения). При расчетах токопроводов поверхностный эффект и эффект близости учитывают коэффициент дополнительных потерь Ад.п = Кпэ/Кэ б. В жестких токопроводах, состоящих из шин, смонтированных на штыревых или подвесных изоляторах, расстояние между фазами, диаметр фаз меньше, чем в гибких, поэтому при их расчете дополнительные потери учитываются коэффициентом Кап.

Более экономичны гибкие и жесткие токопроводы с расположением фаз в вершинах равностороннего треугольника по сравнению с токопроводами с вертикальным или горизонтальным расположением фаз за счет взаимной компенсации магнитных полей фаз; такие токопроводы являются симметричными. Жесткие токопроводы более компактны, чем гибкие, имеют разнообразное крепление к поддерживающим конструкциям.

Фазы токопровода из неизолированных алюминиевых шин для защиты от пыли могут находиться в одном общем немагнитном кожухе (например, из алюминия); монтируются на опорных изоляторах в вершинах равностороннего треугольника.