Samlingsskinnekonstruktioner af koblingsanlæg

Samleskinner er nøgne, relativt massive strømførende ledere med et rektangulært, rundt eller profileret tværsnit. I lokalerne til et lukket koblingsanlæg er alle forgreninger fra samleskinnerne og forbindelser til enhederne også lavet med bare ledere, der danner en samleskinne.

Skinnende er den centrale og mest kritiske del af koblingsanlægget, da de modtager strøm fra alle stationsgeneratorer (eller transformerstationstransformere), og alle udgående ledninger er forbundet til dem.

I lukkede koblingsanlæg op til og med 35 kV er skinnerne udført i rektangulære aluminiumslister. Ståldæk bruges i elektriske installationer med lav effekt ved belastningsstrømme, der ikke overstiger 300-400 A.

Det skal bemærkes, at rektangulære (flade) ledninger er mere økonomiske end runde ledninger. Med samme tværsnitsareal har et rektangulært dæk en større sideværts køleflade end et rundt dæk.

I fordelingsrummet monteres dæk på specielle busstativer eller udstyrsburrammer. Samleskinner placeres på de understøttende porcelænsisolatorer på kanten eller fladt og fastgøres med skinneholdere.

Der er mange forskellige måder at montere dæk på. Hver af dem har sine fordele og ulemper.

Køleforholdene er bedre for ribbede dæk end for flade dæk. I det første tilfælde er varmeoverførselskoefficienten 10-15% højere end i det andet, og dette tages i betragtning ved bestemmelse af den tilladte strømbelastning (PUE). Dæk, der vender mod deres naboer med deres smalle side (rib) har større mekanisk stabilitet.

For at give dækkene mulighed for at bevæge sig langs deres lille mønster, når temperaturen forlænges, er dækket fastgjort tæt i midten af ​​sektionen og løst i det fjerne. Derudover er der ved lange buslængder installeret kompensatorer for at optage temperaturudvidelse. De to samleskinner er forbundet med hinanden ved hjælp af et fleksibelt bundt af tynde kobber- eller aluminiumslister. Enderne af samleskinnelisterne er ikke fast fastgjort til den understøttende isolator, men en glidende fastgørelse gennem de langsgående ovale huller.

For at eliminere temperaturspændinger er skinnerne i nogle tilfælde forbundet med faste enheder (klemmer) ved hjælp af fleksible pakker, der er bygget i enderne af stive samleskinner.

De største anvendte enkeltliste kobber- og aluminiumskinnestørrelser er 120×10 mm.

Til høje strømbelastninger (for kobberskinner over 2650 A og til aluminium - 2070 A) anvendes flerbåndsskinner - pakker med to eller mindre ofte tre bånd pr. fase; den normale afstand mellem strimlerne i pakken tages lig med tykkelsen af ​​en strimmel (b).

Nærheden af ​​strimler fra den samme pakke til hinanden forårsager en ujævn fordeling af strøm mellem dem: en stor belastning falder på pakkens endestrimler og mindre på de midterste. For eksempel, i en tre-strip pakke, flyder 40% hver i de ydre strimler og kun 20% af den samlede fasestrøm i midten. Dette fænomen, som er analogt med afskalningsfænomenet i en enkelt leder, gør det upraktisk at bruge mere end tre AC-busser.

Med driftsstrømme, der overstiger de tilladte for to-sporede busser, anbefales det mest at bruge dæk med en profil (kanaler), som muliggør bedre udnyttelse af det ledende materiale og opnår høj mekanisk styrke.

Strøminstallationer bruger i øjeblikket en pakke med to kanaler pr. fase, som i form og kp tilnærmer sig en hul firkant. Den største kanalstørrelse med en væg på 250 mm og en tykkelse på 12,5 mm med to kanaler i pakken tillader transmission af en strøm på 12.500 A for kobber og 10.800 A for aluminium.

Dækkene og alle samleskinner i et lukket koblingsanlæg er malet med emaljefarver i identificerende farver, hvilket gør det muligt for servicepersonale nemt at genkende strømførende dele forbundet til bestemte faser og kredsløb.

Derudover beskytter lakken dækkene mod oxidation og forbedrer varmeoverførslen fra overfladen. Stigningen i tilladt strøm fra samleskinnefarve er 15-17% for kobber og 25-28% for aluminiumsskinner.

Følgende farver bruges til busser med forskellige faser: trefaset strøm: fase A — gul, fase B — grøn, fase C — rød; nul samleskinner: med ujordet neutral - hvid, med jordet neutral, samt jordledninger - sort; DC strøm: positiv skinne er rød, negativ skinne er blå.

Samlingsskinnen på de åbne koblingsanlæg kan implementeres med fleksible ledninger eller stive gummier. Ved spændinger 35, 110 kV og mere, for at øge koronaspændingen og reducere koronatab, anvendes kun runde ledninger.

I de fleste åbne koblingsanlæg er samleskinnen lavet af flertrådede stål-aluminium-ledere af samme design som elledninger.

Kobberbusledere bruges kun i tilfælde, hvor det åbne koblingsanlæg er placeret tæt (ca. 1,5 km) på kysterne af salt hav eller kemiske anlæg, hvis aktive dampe og medrivende kan forårsage hurtig korrosion af aluminiumsledere. I nogle tilfælde bruger åbent koblingsanlæg en stiv samleskinne lavet af stål- eller aluminiumsrør fastgjort på støtteisolatorer.

Tværsnit af dæk og andre strømførende ledere kan beregnes ud fra værdien af ​​driftsstrømme og tilladte temperaturer baseret på varmeforhold.

Med hensyn til samleskinner, der anvendes i koblingsanlæg, er deres tværsnit standardiseret, og der er udarbejdet tabeller over tilladte kontinuerlige strømbelastninger for dem. Derfor er der i praksis ikke behov for at regne med formler, men det er nok at træffe et valg i henhold til tabellerne.

Tabeller over tilladte kontinuerlige strømbelastninger på nøgne samleskinner og ledere er beregnet og verificeret eksperimentelt; ved kompilering af dem blev der antaget en tilladt opvarmningstemperatur på 70 ° C ved en omgivelsestemperatur på + 25 ° C.

Sådanne tabeller for standardtværsnit af dæk og ledninger af grundlæggende ledende materialer og visse profiler (rektangulære, rørformede, kanalformede, hule firkanter osv.) er angivet i PUE og opslagsbøger.

For rektangulære samleskinner kompileres de tabulerede strømbelastninger, når de er installeret ved kanten; derfor, når dækkene er flade, bør belastningen reduceres med 5 % for dæk med slidbanebredder op til 60 mm og med 8 % for dæk over 60 mm. I tilfælde, hvor den gennemsnitlige omgivende temperatur afviger fra standarden (+ 25 ° C), skal de tilladte dækbelastninger fra tabellerne genberegnes i henhold til følgende omtrentlige formel:

hvor IN er den tilladte belastning taget fra tabellerne.

Tværsnittet af ledningerne skal kontrolleres i forhold til den økonomiske strømtæthed.

Det økonomiske tværsnit af ledninger eller busser qEC kaldes et sådant tværsnit, hvor den samlede årlige omkostning, bestemt af kapitalomkostninger og driftsomkostninger, viser sig at være den mindste.

Det økonomiske tværsnit af ledninger og samleskinner opnås ved at dividere den maksimale belastningsstrøm i normal tilstand med den elektriske strømtæthed:

Det resulterende tværsnit i henhold til den økonomiske tilstand afrundes til nærmeste standard og kontrolleres for den langsigtede tilladte belastningsstrøm Det skal bemærkes, at RU-skinnerne for alle spændinger ikke er valgt i henhold til den økonomiske strømtæthed, fordi den økonomiske sektioner ved høje strømme er lig med eller mindre end de sektioner, der er valgt til opvarmning.

Derudover kontrolleres RU-dæk for termisk og elektrodynamisk stabilitet i tilfælde af kortslutning og ved 110 kV og derover også for corona.

Således skal ledninger af ethvert formål opfylde kravene til den maksimalt tilladte opvarmning under hensyntagen til ikke kun normale, men også nødtilstande.

Hvis ledertværsnittet bestemt af økonomiske og kontinuerlige belastningsforhold ikke er lig med det tværsnit, der kræves til andre nødforhold (termisk og dynamisk stabilitet under kortslutning), så skal et større tværsnit antages at opfylde alle betingelser.

Det skal også bemærkes, at ved montering af dæk med store sektioner er det nødvendigt at sikre de laveste yderligere tab fra overfladeeffekten og nærhedseffekten og de bedste køleforhold. Dette kan opnås ved at reducere antallet af strimler i pakken og deres korrekte rumlige og indbyrdes indretning, rationel udformning af pakken, brug af profildæk - trug, hul osv.

Ved brug af ståldæk udføres bestemmelsen af ​​den tilladte strømværdi på en lidt anderledes måde.

I ståldæk er der på grund af overfladeeffekten en betydelig forskydning af strømmen til lederens overflade, indtrængningsdybden overstiger ikke 1,5-1,8 mm.

Undersøgelser har fundet ud af, at den tilladte belastning af AC stålskinner praktisk talt afhænger af samleskinnens tværsnitsomkreds, ikke af arealet af dette tværsnit.

Baseret på disse undersøgelser blev følgende metode anvendt til beregning af AC stålskinne:

1. Bestem først busbelastningsstrømmen (for en bus med den ene side, der ikke overstiger 300-400 A) og find den lineære strømtæthed:

hvor In — belastningsstrøm, A; p er dækkets tværsnitsomkreds, mm.

Den lineære strømtæthed afhænger af stålbussens tilladte overhedningstemperatur over den omgivende temperatur. Denne afhængighed er defineret af følgende udtryk:

Det blev fundet, at for boltede samlinger af ståldæk bør værdien af ​​Θ ikke overstige 40 ° C, og for svejsede samlinger kan den øges til 55 ° C.

Hvis vi tager omgivelsestemperaturen v0 — 35 °, vil den lineære strømtæthed for boltede forbindelser være lig med

og til svejsede samlinger

2. Baseret på disse data bestemmer vi værdien af ​​den nødvendige omkreds af dækkets tværsnit:

På omkredsen af ​​dækkene, med et sæt dæk, kan du nemt vælge den nødvendige størrelse af standard stålstrimler under hensyntagen til tilstanden

hvor h er dækkets højde, mm; b — dæktykkelse, mm.

Ståldækberegningen ovenfor er for enkelt-mønsterdæk.

Til høje belastningsstrømme kan der anvendes bundter af flere stålskinner. I dette tilfælde vælges omkredsen af ​​tværsnittet af en strimmel af dækket inkluderet i pakken på følgende betingelser:

• for tovejsbusser

• for trevejsbusser

For at forenkle beregningerne kan du bruge diagrammet over afhængigheden af ​​omkredsen p af bustværsnittet af belastningsstrømmen IN.