Шина алюминиевая как выбрать

Длительно-допустимый ток для алюминиевой шины

Расчет сечения алюминиевой шины по длительно допустимым токовым нагрузкам проводят в соответствии с главой 1.3 «Правил устройства электроустановок» выпущенных Министерством Энергетики СССР в 1987 году — выбираются допустимые длительные токи для неизолированных проводов и шин. Предельно допустимые длительные токи для алюминиевых шин прямоугольного сечения для постоянного и переменного тока при подключении 1 полосы на фазу собраны в нижеследующей таблице:

Какой длительно допустимый предельный ток для алюминиевой шины?

Купить электротехнические медные и алюминиевые шины можно в нашей компании со склада и под заказ:

В Невской Алюминиевой Компании Вы можете купить алюминий со склада в Петербурге или заказать доставку по России.

Cклад Невской Алюминиевой Компании расположен по адресу Лиговский пр. д. 266, недалеко от станции метро «Московские Ворота», рядом грузовая магистраль — Витебский проспект, выезды на ЗСД и КАД.
Документы на погрузку выдаются на месте.

Источник

Шины алюминиевые АД0, АД31, АД31т. Отличия

В соответствии с ГОСТ 15176-89 выпускаются алюминиевые шины прямоугольного сечения марок АД0, АД31, АД31Т, А5, А6, предназначенные для изготовления токопроводов, шинных сборок, распределительных устройств в электротехнике и энергетике. Химический состав сплавов, применяемых для производства алюминиевых шин определяется в ГОСТ 4784-97. Выбор марки алюминиевого сплава для производства электротехнических шин зависит от назначения конечной продукции.Размер шин подбирается в зависимости от величины предполагаемой нагрузки.

• В зависимости от материала:
  • Т – естественно состаренная закаленная (АД31Т);
  • Т1 – искусственно состаренная закаленная;
  • Т5 – искусственно состаренная не полностью закаленная;
  • без термообработки или горячепрессованные шины.
• В зависимости от длины изделия:
  • мерной длины;
  • немерной длины;
  • кратной мерной длины.
• В зависимости от прочности шины:
  • нормальной прочности;
  • повышенной прочности (ПП).

Наиболее широко производятся шины из материала:

Шины АД0 (без термообработки, сразу после прессования) из технического алюминия 99,5%, содержащего в своем составе небольшое количество примесей (кремний, железо, магний, титан, цинк, медь и марганец). Шины АД0 обладают повышенной пластичностью, более низким, чем у шин из сплавов, удельным сопротивлением 0,029 Ом*м. Большинство алюминиевых сплавов имеют худшую электро- и теплопроводность, коррозионную стойкость и свариваемость по сравнению с АД0.

Шины АД31 (без термообработки, сразу после прессования) чистота 97,25 – 99,3%, содержащего примеси цинка, магния, кремния, железа, меди и титана. Шины АД31 сочетают прочность и высокую электропроводность, но более низкую электропроводность, чем шины АД0. Показатель удельного сопротивления шины АД31 — 0,033 Ом*м. Кроме алюминиевых шин из данного сплава изготавливают конструкции и детали для различных отраслей промышленности. После сваривания элементов конструкций сварной шов шины АД31 отличается высокой стойкостью к коррозии алюминия.

Шины АД31Т (после закалки и естественного старения) производятся из сплава, содержащего легирующие компоненты — магний, цинк, железо, титан и кремний, обладающего максимальной прочностью. Показатель удельного сопротивления шины АД31т достигает 0,035 Ом*м. Полуфабрикат шины АД31т упрочняется специальной термообработкой. Она заключается в закалке с определенной температуры и последующей выдержкой в течение некоторого времени при другой температуре -старение. Происходящее при этом изменение структуры сплава, увеличивает прочность и твердость без потери пластичности.

Прессованный профиль производят из марки алюминия АД0 и сплава АД31 в соответствии с ГОСТ 22233-2001, химический состав – по ГОСТ 4784-97. Для определения химического состава забор и подготовку проб осуществляют согласно ГОСТ 24231-80. Наибольшим спросом пользуются изделия, созданные из алюминиевых сплавов АД0 и АД31Т. Приемлемой температурой их эксплуатации является -40°С до +125°С.

Технические характеристики электротехнических шин

Данные изделия отличаются приемлемой электропроводностью. Они обладают хорошими механическими свойствами. Электротехнические шины могут быть выполнены в горячепрессованном виде. Также они могут быть и без термической обработки – закаленными и естественно состаренными. искусственно состаренными и закаленными, не полностью закаленными и искусственно состаренными. При производстве шин допускаются некоторые неровности на их поверхности. Это могут быть забоины, плены, пузыри, царапины, запрессовки. Шины с подобными дефектами должны соответствовать регламенту соответствующих ГОСТ по глубине повреждений.

Достоинства алюминиевых электротехнических шин

Все основные преимущества алюминиевых электротехнических шин связаны со свойствами металла, который используется для их изготовления. Ведь алюминий характеризуется:

• высокой электропроводностью;
• небольшим удельным весом;
• достаточно низкой стоимостью;
• высокой коррозионной стойкостью;
• отсутствием токсичности;
• значительной прочностью.

Благодаря своим высоким показателям электропроводности, при более низкой по-сравнению с медными шинами стоимости и малому весу, алюминиевые шины широко применяются при монтаже проводников тока, распределительных устройств или шинных сборок. Алюминиевые шины обеспечивают срок эксплуатации 25 лет.

Популярные товары

Источник

Особенности медных и алюминиевых шин

Сегодня среди всех разновидностей токоведущих изделий, изготавливаемых из металла, высоким спросом пользуются медные и алюминиевые шины. Они являются одними из основных связующих элементов многих энергосистем (электроустановок), а так же широко применяются в электротехнике и строительстве.

Шины из меди и алюминия позволяют существенно снизить потери электроэнергии при прохождении тока по проводнику, что обусловило их использование в электро- и радиотехнике, в распределительных устройствах, в качестве элементов электрических цепей и мощных токопроводов, а также при производстве плоских шинопроводов.

Применение шинных соединений позволяет сэкономить время как при проектировании, так и при изготовлении оборудования. Монтаж шин не вызывает трудностей, их не нужно «подгонять» по размеру или зачищать, также они не требуют применения специальных обжимных элементов.

Так же шины способны гасить вибрацию, не передавая её другим элементам системы. Поэтому они часто используются вместо кабелей в тех местах системы, которые подвергаются воздействию вибрации.

Чтобы упростить выбор между алюминиевыми и медными шинами Ниже разобраны их основные отличия, преимущества и недостатки.

Сравнение медных и алюминиевых шин

Преимущества алюминиевых шин

Основными преимуществами алюминиевых шин над медными являются их относительная дешевизна и легкость (плотность алюминия в четыре раза меньше меди).

Преимущества медных шин

Удельная проводимость меди примерно в 1,6 раза выше, чем у алюминия. При прочих равных параметрах это позволяет:

• Использовать шины меньшего сечения;
• Добиться меньших тепловых потерь.

Помимо того, важными особенностями медных электропроводящих шин являются такие качества, как высокая пластичность и коррозионная стойкость. Применение таких изделий существенно упрощает электромонтажные работы и в целом конструкцию устройств, в которых они используются. Во многом это объясняется характеристиками, которыми обладают медные шины:

• Высокая эластичность. Медные шины легко сгибаются по длине, а также могут изгибаться на 90º в одной плоскости, не теряя при этом технические свойства. Благодаря этому готовые силовые и распределительные установки получаются более компактными и аккуратными, чем при применении обычных проводов. Более того, «формовка» шин не ограничивается единичным сгибанием — конфигурация может меняться многократно. Высокая гибкость делает медные шины устойчивыми к растяжению.
• Работа в экстремальных условиях. Медные шины не теряют форму и качества под воздействием высоких и низких температур (от –200 до +250 °C), а также не разрушаются из-за высокого напряжения — они выдерживают более высокие электрические нагрузки, чем изделия из других металлов (до 1500 В).

Благодаря высокой коррозионной стойкости и устойчивости к химикатам изделия могут использоваться практически в любых условиях.Что касается утилизации меди, она абсолютно экологически безопасна — материал может перерабатываться многократно.

Недостатки алюминиевых шин

Токопроводящие изделия из алюминия используются чаще, чем медные изделия. Но объясняется это не лучшими качествами алюминия, а его низкой стоимостью и легкостью. К сожалению, он также обладает многими недостатками. Высокая окисляемость материала на открытом воздухе может привести к появлению на поверхности проводника окисной плёнки, обладающей высоким сопротивлением и плохо проводящей ток. Более того, алюминий хрупок и может сломаться всего при нескольких сгибаниях.

По этим причинам для применения шин из алюминия существуют ограничения. Такие изделия не могут использоваться в машинах и механизмах с подвижными частями, а также в оборудовании с вибрирующим корпусом. Более того, в отличие от медных изделий алюминиевые шины не способны выдерживать столь же продолжительные токовые нагрузки.

Недостатки медных шин

К недостаткам медных шин можно отнести только их большую стоимость и больший вес одинаковых по габаритам изделий. Но последнее во-многом компенсируется тем, что для обеспечения одних и тех же характеристик токопроводности в случае с медными шинами требуются изделия намного меньших габаритов, а значит и разница в массе оказывается не настолько велика.

Медь существенно превосходит алюминий по теплопроводным и токопроводящим качествам. Даже окисляясь на воздухе, медь практически не теряет своих свойств в качестве проводника, т. к. образуемая на ней окисная плёнка — токопроводящая. Медные шины более устойчивы к изгибам и кручению. Благодаря этому они имеют явные преимущества перед алюминиевыми и в вопросах монтажа.

Более того, из-за большей удельной проводимости меди шины из этого материала изготавливаются с меньшим сечением, чем алюминиевые изделия. Это особенно важно при применении шин там, где важны габариты прибора. Также медные шины нагреваются медленнее, чем алюминиевые. Для предотвращения быстрого нагрева и падения удельной проводимости алюминиевых шин зачастую требуется дополнительное охлаждение. При использовании медных шин столь же мощные (и дорогостоящие) охлаждающие системы не потребуются.

Из-за таких качеств медные шины сегодня востребованы в тех областях деятельности, где к токоведущим изделиям предъявляются наиболее высокие требования. Их используют и в производственных целях, и в атомной энергетике, и даже в космической технике.

В компании УГМК-ОЦМ вы можете заказать медные шины минимальной партией от 300 кг. Доставка изделий может быть выполнена в срочном порядке (со складов, расположенных в Ревде, и Кирове). Чтобы сделать заказ, оформите заявку или свяжитесь с нашими менеджерами по телефонам, указанным на сайте.

Источник

Пример выбора жестких шин 10 кВ

Для питания ЗРУ-10 кВ требуется выбрать и проверить сечение сборных шин 10 кВ от силового трансформатора мощностью 16 МВА.

• Максимальный трехфазный ток КЗ на шинах 10 кВ – Iк.з = 9,8 кА;
• Силовой трансформаторов типа ТДН-16000/110-У1 загружен на 60%.

Согласно ПУЭ 7-издание п.1.3.28 проверку по экономической целесообразности не выполняют, поэтому выбор шин будет выполняться только по длительно допустимому току (ПУЭ 7-издание п.1.3.9 и п.1.3.22).

Проверку шин производят на термическую и электродинамическую стойкость к КЗ (ПУЭ 7-издание п.1.4.5).

1. Выбор шин по длительно допустимому току

Выбор шин по длительно допустимому току (по нагреву) учитывают не только нормальные, но и послеаварийные режимы, а также режимы в период ремонтов и возможного неравномерного распределения токов между секциями шин [Л2, с.220].

1.1 Определяем ток нормального режима, когда трансформатор загружен на 60%:

• Sн.тр-ра = 16000 кВА – номинальная мощность трансформатора ТДН-16000/110-У1;
• Uн.=10,5 кВ – номинальное напряжение сети;

1.2. Определяем максимальный рабочий ток, когда один из трансформаторов перегружен на 1,4 от номинальной мощности (утяжеленный режим):

По таблице 1.3.31 (ПУЭ 7-издание) определяем допустимый ток для однополосных алюминиевых шин прямоугольного сечения 80х8 мм с допустимым током Iдоп.о = 1320 А.

1.3. Определяем длительно допустимый ток для прямоугольных шин сечением 80х8 мм с учетом поправочных коэффициентов по формуле 9.11 [Л1, с.170]:

Iдоп.о =1320 А –длительно допустимый ток полосы при температуре шины θш = 70 °С, температуре окружающей среды θо.с = 25 °С и расположения шин вертикально (на ребро), определяемый по таблице 1.3.31 (ПУЭ 7-издание);

k1 — поправочный коэффициент при расположении шин горизонтально (плашмя), согласно ПУЭ 7-издание п. 1.3.23, должны быть уменьшены на 5% для шин с шириной полос до 60 мм и на 8% для шин с шириной полос более 60 мм. Принимаем k1 = 0,92 (так как шины будут расположены плашмя).

k2 – поправочный коэффициент для шин при температуре окружающей среды (воздуха) θо.с отличной от 25 °С, определяемый по ПУЭ 7-издание таблица 1.3.3. Принимаем k3 = 0,94 с учетом, что среднеемесячная температура наиболее жаркого месяца равна +30 °С.

Принимаем сечение шин 80х10 мм, с допустимым током Iдоп.о =1480 А.

1.4. Определяем длительно допустимый ток для прямоугольных шин сечением 80х10 мм с учетом поправочных коэффициентов по формуле 9.11 [Л1, с.170]:

Принимаем шины марки АД31Т1 сечением 80х10 мм.

2. Проверка шин на термическую устойчивость

2.1. Определяем тепловой импульс, который выделяется при токе короткого замыкания по выражению 3.85 [Л2, с.190]:

• Iп.0 = 9,8 кА – начальное действующее значение тока КЗ на шинах 10 кВ.
• Та – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания. Для ориентировочных расчетов значение Та определяем по таблице 3.8 [Л2, с.150]. Для трансформатора мощность 16 МВА, принимаем Та = 0,04. Если же вы хотите более точно рассчитать значение Та, можете воспользоваться формулами, представленными в пункте 6.1.4 ГОСТ Р 52736-2007.

2.1.1. Определяем полное время отключения КЗ по выражению 3.88 [Л2, с.191] и согласно пункта 4.1.5 ГОСТ Р 52736-2007:

tоткл.= tр.з.+ tо.в=0,1+0,07=0,18 сек.

• tр.з. – время действия основной защиты трансформатора, равное 0,1 сек (АПВ – не предусмотрено).
• tо.в – полное время отключения выключателя выбирается из каталога, равное 0,07 сек.

2.2. Определяем минимальное сечение шин по термической стойкости при КЗ по выражению 3.90 [Л2, с.191]:

где: С – функция, значения которой приведены в таблице 3.14. Для алюминиевых шин С = 91.

Как мы видим ранее принята алюминиевая шина сечением 80х10 мм – термически устойчива.

3. Проверка шин на электродинамическую устойчивость

• Ударный ток трехфазного КЗ на шинах 10 кВ — iуд = 24,5 кА;
• Шины выполнены из алюминиевого сплава марки АД31Т1 сечением 80х10 мм, расположены горизонтально в одной плоскости (плашмя) и имеют восемь пролетов.
• Длина пролета — l = 0,9 м;
• Расстояние между осями проводников — а= 0,27 м (расположение шин см.рис. 2а ГОСТ Р 52736-2007);
• Толщина шины — b = 10 мм = 0,01 м;
• Высота шины — h = 80 мм = 0,08 м;

3.1. Определяем момент инерции J и момент сопротивления W по расчетным формулам согласно таблицы 4 ГОСТ Р 52736-2007:

3.2. Определяем частоту собственных колебаний для алюминиевой шины по выражению 4.18 [Л2, с.221]:

где: S = 800 мм 2 = 8 см 4 – поперечное сечение шины 80х10 мм.

Если же у вас медные шины, то частоту собственных колебаний определяют по выражению 4.19 [Л2, с.221]:

В случае, если частота собственных колебаний больше 200 Гц, то механический резонанс не возникает. Если f0 200 Гц, поэтому расчет можно вести без учета колебательного процесса в шинной конструкции [Л2, с.221].

3.3. Определяем наибольшее удельное усилие при трехфазном КЗ по выражению 3.74 [Л2, с.221]:

• а = 0,27 м — расстояние между осями проводников (фазами), м;
• iуд. = 24,5*103 А – ударный ток трехфазного КЗ, А;
• Если расстояние между фазами а > 2*(b+h) > 2*(0,01+0,08); а = 0,27 м > 0,18 м, то в этом случае коэффициент формы kф = 1,0 [Л2, с.221];

3.4. Определяем максимальную силу, действующую на шинную конструкцию при трехфазном КЗ, данное значение нам понадобиться для проверки опорных изоляторов на механическую прочность [Л2, с.227]:

• l = 0,9 м – длина пролета, м;
• kп – поправочный коэффициент на высоту шины, если она расположена на ребро см. рис.4.8. В данном примере шины расположены горизонтально (плашмя), поэтому kп = 1,0:

где: Hиз. – высота изолятора.

Дальнейший расчет шинной конструкции в части выбора опорных изоляторов представлен в статье: «Выбор опорных изоляторов для шинного моста 10 кВ».

3.5. Определяем максимальное напряжение в шинах при трехфазном КЗ, возникающее при воздействии изгибающего момента по выражению 4.20 [Л2, с.222]:

• l = 0,9 м – длина пролета, м;
• W = 10,7 см 3 – момент сопротивления поперечного сечения шины, определенный ранее.

3.6. Сравниваем полученное максимальное напряжение в шинах σрасч. = 2,91 МПа с допустимым напряжением материала σдоп. = 137 МПа из таблицы 3 ГОСТ Р 52736-2008.

Обращаю ваше внимание, что сравнивается максимальное напряжение в шинах с допустимым напряжением в материале жестких шин, а не с допустимым напряжением в области сварного соединения, согласно ГОСТ Р 52736-2008 пункт 5.3.1 и ПУЭ 7-издание пункт 1.4.15.

Как видно из результатов расчетов σрасч. = 2,91 МПа Вывод:

Выбранные шины марки АД31Т1 сечением 80х10 мм удовлетворяют условию электродинамической стойкости, с длиной пролета l = 0,9 м.

1. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию. Том I. А.А. Федоров, 1986 г.
2. Электрооборудование станций и подстанций. Второе издание. Л.Д. Рожкова, В.С. Козулин. 1980 г.
3. ГОСТ Р 52736-2008 – Методы расчета электродинамического и термического действия тока короткого замыкания.

Поделиться в социальных сетях

Если вы нашли ответ на свой вопрос и у вас есть желание отблагодарить автора статьи за его труд, можете воспользоваться платформой для перевода средств «WebMoney Funding» и «PayPal» .

Данный проект поддерживается и развивается исключительно на средства от добровольных пожертвований.

Проявив лояльность к сайту, Вы можете перечислить любую сумму денег, тем самым вы поможете улучшить данный сайт, повысить регулярность появления новых интересных статей и оплатить регулярные расходы, такие как: оплата хостинга, доменного имени, SSL-сертификата, зарплата нашим авторам.

В данной статье будет рассматриваться выбор кабеля (провода) по нагреву при повторно-кратковременном.

В данном примере нужно выбрать сечение гибких шин для питания ЗРУ-10 кВ от силового трансформатора типа.

В данной статье будет рассматриваться пример расчета реактивной мощности воздушной линии напряжением 10.

Требуется определить потери активной и реактивной мощности в автотрансформаторе типа АТДЦТН-125000/220/110.

Требуется определить относительную величину потери напряжения автотрансформатора типа АТДЦТН-125000/220/110.

Отправляя сообщение, Вы разрешаете сбор и обработку персональных данных.
Политика конфиденциальности.

Источник