В статье рассмотрим токовые нагрузки на медные шины в таблицах, что поможет понять их характеристики и применение в электрических системах. Медные шины, обладая высокими проводниковыми свойствами и коррозионной стойкостью, важны для распределения электроэнергии. Обсудим условия теплоотдачи и предложим инструменты, такие как калькулятор шины, для выбора и расчета необходимых параметров для эффективной работы электрических установок.
Длительно допустимый ток для медных шин
Основная система уравнивания потенциалов связывает ключевые инженерные коммуникации на входе в здание с другими проводящими элементами оборудования.
Рассмотрим виды проводников на электростанциях и подстанциях. На рисунке 1 без разъединителей представлены элементы схем ТЭЦ и КЭС.
На некоторых электростанциях главные распределительные устройства (ГРУ) расположены в основном корпусе, например, в машинном зале. Участок от выводов генератора G до фасадной стены (участок АК) выполнен с использованием жестких шин.
Токоведущие элементы в распределительных устройствах (РУ) напряжением 35 кВ и выше обычно изготавливаются из стале-алюминиевых проводов АС. В некоторых открытых распределительных устройствах (ОРУ) часть или вся ошиновка может быть выполнена из алюминиевых труб.
В цепях линий 0,4-10 кВ вся ошиновка до реактора и за ним, а также в шкафах комплектных распределительных устройств (КРУ) выполнена из прямоугольных алюминиевых шин. Кабельные линии отходят непосредственно к потребителям.
В блоке генератор — трансформатор на КЭС участок АБ и отпайка к трансформатору собственных нужд ВГ (рис. 1, б) выполняются с использованием комплектного пофазно-экранированного токопровода.
Сборные шины и ответвления к электрическим аппаратам (ошиновка) 6-10 кВ из проводников прямоугольного или коробчатого профиля крепятся на опорных фарфоровых изоляторах.
Для улучшения теплоотдачи шины окрашиваются в разные цвета: фаза А — желтый, фаза В — зеленый, фаза С — красный при переменном токе; при постоянном токе положительная шина — красный, отрицательная — синий.
Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ), сборные шины и ошиновка в открытых и закрытых РУ всех напряжений не проверяются по экономической плотности тока.
где — допустимый ток для шин выбранного сечения с учетом поправки при горизонтальном расположении или температуре воздуха, отличной от стандартной, указанной в таблицах. В последнем случае
где — температура шин при нагреве током короткого замыкания (КЗ); — допустимая температура нагрева шин при КЗ; — минимальное сечение по термической стойкости; q — выбранное сечение.
В большинстве конструкций шин механический резонанс не возникает, поэтому ПУЭ не требуют их проверки на электродинамическую стойкость с учетом механических колебаний.
Наибольшие электродинамические усилия возникают при трехфазном коротком замыкании, поэтому в расчетах учитывается ударный ток трехфазного КЗ. Индексы (3) для упрощения опускаются.
Равномерно распределенная сила f создает изгибающий момент (шина рассматривается как многопролетная балка, свободно лежащая на опорах), измеряемый в Н•м:
В распределительных устройствах шины крепятся на опорных, проходных и подвесных изоляторах. Жесткие шины устанавливаются на опорных изоляторах, выбор которых осуществляется по следующим критериям:
Эксперты в области электротехники подчеркивают важность правильного выбора токовых нагрузок для медных шин, так как это напрямую влияет на эффективность и безопасность электрических систем. Медные шины, благодаря своим высоким проводниковым свойствам, часто используются в распределительных устройствах. Однако, при превышении допустимых токовых нагрузок, возможно возникновение перегрева и, как следствие, повреждение оборудования. Специалисты рекомендуют внимательно изучать таблицы токовых нагрузок, учитывая такие факторы, как температура окружающей среды, способ монтажа и условия эксплуатации. Правильный расчет позволяет избежать аварийных ситуаций и продлить срок службы электрических установок. Важно также учитывать, что медные шины имеют свои ограничения, и их использование должно соответствовать установленным нормам и стандартам.
Максимально допустимая сила тока в медном кабеле: таблица мощности и сечений
Благодаря свойствам меди в одних и тех же условиях выбирают медную шину меньшего размера, чем алюминиевая или сталеалюминиевая.
| Сечение медной шины (мм²) | Допустимый ток (А) при 30°C | Допустимый ток (А) при 50°C |
|---|---|---|
| 10 | 85 | 70 |
| 16 | 115 | 95 |
| 25 | 160 | 130 |
| 35 | 200 | 165 |
| 50 | 250 | 205 |
| 70 | 310 | 255 |
| 95 | 380 | 315 |
| 120 | 450 | 370 |
Интересные факты
Вот несколько интересных фактов о токовых нагрузках на медные шины:
-
Проводимость меди: Медь является одним из лучших проводников электричества, уступая только серебру. Это делает медные шины идеальными для передачи больших токов, так как они обеспечивают минимальные потери энергии и нагрев.
-
Таблицы токовых нагрузок: Таблицы токовых нагрузок для медных шин помогают инженерам и проектировщикам правильно выбирать размеры шин в зависимости от условий эксплуатации. Эти таблицы учитывают такие факторы, как температура окружающей среды, способ установки и продолжительность нагрузки, что позволяет избежать перегрева и повреждений.
-
Сравнение с алюминием: Хотя алюминий также используется для изготовления шин, медные шины имеют значительно меньшие размеры для достижения той же проводимости. Это позволяет создавать более компактные и эффективные электрические системы, что особенно важно в условиях ограниченного пространства, например, в распределительных щитах и трансформаторных подстанциях.
Выбор медных шин
Если частота собственных колебаний превышает 200 Гц, механический резонанс не возникает. При f0 = 200 Гц расчет можно проводить без учета колебательного процесса в конструкции шин [Л2, с.221].
3.4. Расчет максимальной силы
Рассчитаем максимальную силу, действующую на шинную конструкцию при трехфазном коротком замыкании. Это значение необходимо для проверки механической прочности опорных изоляторов [Л2, с.227].
Дополнительные расчеты по выбору опорных изоляторов для шинной конструкции представлены в статье: «Выбор опорных изоляторов для шинного моста 10 кВ».
3.5. Максимальное напряжение в шинах
Определим максимальное напряжение в шинах при трехфазном коротком замыкании, возникающее под воздействием изгибающего момента по формуле 4.20 [Л2, с.222].
3.6. Сравнение напряжений
Сравним максимальное напряжение в шинах σрасч. = 2,91 МПа с допустимым напряжением материала σдоп. = 137 МПа, указанным в таблице 3 ГОСТ Р 52736-2008.
Сравнение проводится между максимальным напряжением в шинах и допустимым напряжением материала жестких шин, а не с допустимым напряжением в области сварного соединения, согласно пункту 5.3.1 ГОСТ Р 52736-2008 и пункту 1.4.15 ПУЭ 7-издания.
Если вы нашли ответ на свой вопрос и хотите поблагодарить автора статьи, можете воспользоваться платформой для перевода средств «WebMoney Funding».
Влияние температуры на токовые нагрузки медных шин
Температура является одним из ключевых факторов, влияющих на токовые нагрузки медных шин. При увеличении температуры сопротивление меди возрастает, что может привести к перегреву и снижению эффективности работы электрических систем. Важно учитывать, что медные шины, как и любые другие проводники, имеют свои температурные характеристики, которые необходимо соблюдать для обеспечения безопасной и надежной эксплуатации.
Согласно стандартам, максимальная рабочая температура для медных шин обычно составляет 90°C. При превышении этой температуры начинается процесс окисления меди, что может привести к ухудшению проводимости и, как следствие, к повышению потерь энергии. Кроме того, высокая температура может вызвать механические повреждения, такие как деформация шины, что также негативно сказывается на ее функциональности.
Для оценки влияния температуры на токовые нагрузки медных шин используются специальные таблицы, которые показывают допустимые значения токов в зависимости от температуры окружающей среды. Эти таблицы учитывают различные факторы, такие как условия установки, наличие вентиляции и теплоотведения. Например, в условиях повышенной температуры окружающей среды допустимые токовые нагрузки могут быть значительно снижены.
Кроме того, важно учитывать, что температура может варьироваться в зависимости от времени суток, сезона и других внешних факторов. Поэтому для точного расчета токовых нагрузок медных шин необходимо проводить регулярные замеры температуры и корректировать рабочие параметры в соответствии с полученными данными.
Также стоит отметить, что использование изоляционных материалов и теплоотводящих систем может помочь в снижении температуры медных шин. Это особенно актуально для промышленных объектов, где высокие токовые нагрузки и повышенные температуры являются обычным делом. Правильный выбор и установка таких систем могут значительно увеличить срок службы медных шин и повысить общую эффективность электрической системы.
В заключение, влияние температуры на токовые нагрузки медных шин является важным аспектом, который необходимо учитывать при проектировании и эксплуатации электрических систем. Соблюдение температурных режимов и использование соответствующих таблиц позволит избежать перегрева и обеспечить надежную работу оборудования.
Вопрос-ответ
Что такое токовые нагрузки на медные шины?
Токовые нагрузки на медные шины представляют собой максимальные значения электрического тока, которые могут безопасно проходить через медные шины без перегрева и повреждений. Эти нагрузки зависят от размеров шины, ее материала и условий эксплуатации.
Как правильно выбрать медную шину для конкретной нагрузки?
При выборе медной шины необходимо учитывать максимальный ток, который будет проходить через шину, а также условия окружающей среды, такие как температура и вентиляция. Рекомендуется использовать таблицы, которые указывают допустимые токовые нагрузки для различных размеров и типов медных шин.
Какова роль таблицы токовых нагрузок в проектировании электрических систем?
Таблица токовых нагрузок помогает инженерам и проектировщикам определить, какие размеры и типы медных шин подходят для конкретных приложений. Это позволяет избежать перегрева, повысить надежность системы и обеспечить безопасность эксплуатации электрических установок.
Советы
СОВЕТ №1
Перед использованием медных шин для токовых нагрузок, обязательно ознакомьтесь с таблицей, чтобы определить максимальные допустимые токовые значения для различных сечений шины. Это поможет избежать перегрева и повреждений оборудования.
СОВЕТ №2
Учитывайте условия эксплуатации медных шин, такие как температура окружающей среды и наличие влаги. Эти факторы могут существенно влиять на проводимость и долговечность шин, поэтому выбирайте шины, соответствующие вашим условиям.
СОВЕТ №3
Регулярно проводите визуальный осмотр медных шин на предмет коррозии и механических повреждений. Это поможет своевременно выявить проблемы и предотвратить аварийные ситуации в электрических системах.
СОВЕТ №4
При проектировании электрических схем учитывайте не только токовые нагрузки, но и возможные пиковые значения. Это позволит правильно выбрать сечение медных шин и обеспечить надежную работу всей системы.
