Как правильно выбрать шину для систем среднего и низкого напряжения?

Как выбрать правильное Шинопровод для систем среднего и низкого напряжения

Прямой ответ: Выберите шину, сначала подтвердив класс напряжения, затем определив номинальный ток длительного действия и устойчивость к короткому замыканию, выбрав материал проводника и, наконец, согласовав изоляцию и корпус с условиями установки. Независимо от того, завершаете ли вы проектирование шины низкого напряжения для коммерческого распределительного щита или определяете систему шин среднего напряжения для коммунальной подстанции, эти четыре шага предотвратят наиболее распространенные и дорогостоящие ошибки в спецификации. В этом руководстве рассматривается каждый момент принятия решения с конкретными данными и практическими примерами.

Классификация напряжения: отправная точка для каждого решения по сборке шин

Прежде чем рассматривать какой-либо другой параметр, необходимо установить рабочее напряжение системы. Классификация напряжения определяет требования к изоляции, пути утечки, воздушные зазоры и применимые стандарты проектирования. Указание шины без подтверждения класса напряжения в первую очередь приводит к недостаточно изолированным конструкциям или излишне сложным и тяжелым конструкциям.

Принятая на международном уровне классификация согласно IEC 60038 делит энергосистемы на две основные категории, относящиеся к конструкции шин:

• Низкое напряжение (НН): Системы, работающие при напряжении 1000 В переменного тока или ниже (или 1500 В постоянного тока). В первую очередь регулируется стандартом IEC 61439-1/2 для распределительных устройств. Типичные области применения включают распределительные щиты, центры управления двигателями, распределительные щиты и блоки распределения электроэнергии в центрах обработки данных.
• Среднее напряжение (МВ): Системы, работающие от 1 кВ до 36 кВ переменного тока. Соответствует стандартам IEC 62271-1 и IEC 62271-200 для распределительных устройств в металлическом корпусе. Типичные области применения включают первичные подстанции, системы сбора энергии на ветряных и солнечных электростанциях, главные вводы промышленных предприятий и распределительные устройства линий электропередачи.

Инженерные последствия этой классификации значительны. Система шин среднего напряжения напряжением 12 кВ должна выдерживать испытательное напряжение грозового импульса 75 кВ BIL (базовый уровень изоляции) согласно IEC 62271-1, тогда как шина низкого напряжения 690 В испытывается только при 8 кВ импульсный . Требуемая длина пути утечки для системы 12 кВ в среде со степенью загрязнения 3 составляет примерно 300 мм фаза-земля по сравнению только с 25–32 мм для оборудования низкого напряжения 690 В. Эти различия влияют на размер корпуса, выбор изоляционного материала и расстояние между шинами, а это означает, что решение о классе напряжения влияет практически на каждый параметр конструкции последующих устройств.

Номинальный непрерывный ток и размер поперечного сечения

После подтверждения класса напряжения следующим критическим параметром является номинальный постоянный ток. Шина должна выдерживать максимальный непрерывный ток нагрузки, не превышая максимально допустимую температуру проводника — обычно 90°С для изолированных шин и 105°C для голых медных шин в точках контакта с болтовым соединением согласно IEC 61439 и IEC 62271-1.

Номинальный ток зависит от материала проводника, площади поперечного сечения, площади поверхности для рассеивания тепла, температуры окружающей среды, вентиляции корпуса и ориентации установки. Эталонная температура окружающей среды для большинства стандартов IEC составляет 40°С . Для мест, где температура окружающей среды регулярно превышает 40°C (например, в пустыне или тропических регионах), необходимо применять коэффициент снижения мощности. В качестве общего руководства: каждые 10°C повышения температуры окружающей среды выше 40°C требуют примерно снижение номинальных характеристик на 8–12 % номинального тока.

В таблице ниже приведены ориентировочные номинальные значения постоянного тока для медных шин при стандартных условиях окружающей среды, охватывающие диапазон сечений, относящихся как к конструкции шин низкого напряжения, так и к применению систем шин среднего напряжения:

Для систем шин среднего напряжения: плотность тока обычно поддерживается в пределах от 1,5 до 2,0 А/мм². чтобы закрытые медные шины оставались в тепловых пределах. Превышение этого диапазона без проверенных термических испытаний приводит к ускоренной деградации изоляции и окислению контактов в болтовых соединениях.

Важно отметить, что данные рейтинги являются ориентировочными. Фактические характеристики конкретной сборки должны быть проверены путем типовых испытаний или проверенным расчетом в соответствии с IEC 61439-1, Приложение D для систем низкого напряжения, или тепловым моделированием в соответствии с IEC 62271-1 для систем среднего напряжения. Не применяйте каталожные номиналы непосредственно к закрытым установкам без учета термического снижения номинальных характеристик корпуса.

Ток короткого замыкания: необсуждаемый расчетный параметр

Шина, размер которой рассчитан на постоянный ток, все равно может привести к катастрофическому выходу из строя во время неисправности, если номинальная устойчивость к короткому замыканию недостаточна. Ток короткого замыкания создает два одновременных напряжения: тепловое напряжение из-за нагрева I²t и механическое напряжение из-за электромагнитных сил между соседними проводниками.

Термическая стойкость

Требование к термической стойкости выражается как номинальный кратковременно выдерживаемый ток (Icw) в течение определенного периода времени — обычно 1 секунда для оборудования среднего напряжения и 1 секунда or 0.2 seconds для низковольтных сборок в соответствии с IEC 61439. Типичные значения Icw находятся в диапазоне от от 10 кА до 63 кА для распределительных устройств среднего напряжения и от от 10 кА до 100 кА для низковольтных агрегатов.

Используя формулу адиабатического нагрева А = I × √t/K , где K для меди составляет примерно 141 А·с^0,5/мм², а для алюминия примерно 87 А·с^0,5/мм², система с уровнем повреждения 40 кА в течение 1 секунды требует минимального сечения меди примерно 284 мм² . Для короткого замыкания 25 кА/1 с минимальное сечение меди составляет примерно 177 мм² . Всегда проверяйте, что выбранное вами поперечное сечение шины соответствует уровню неисправности, полученному из исследования короткого замыкания системы, а не из общей таблицы.

Электромагнитная сила между параллельными проводниками

Во время неисправности пиковый ток короткого замыкания (обычно В 2,5 раза больше среднеквадратического значения симметричного тока повреждения. для асимметричного пика согласно IEC 62271-100) создает электромагнитные силы между соседними фазовыми проводниками, пропорциональные I²/d, где d — расстояние между проводниками. При среднеквадратическом замыкании 40 кА с пиком 100 кА два параллельных проводника, расположенных на расстоянии 150 мм друг от друга на пролете 500 мм, испытывают пиковую силу примерно 6700 Н/м . Опоры шин, номинальные характеристики кантилевера изолятора и поперечное сечение проводника должны быть проверены на соответствие этой силе, чтобы предотвратить механический отказ во время устранения неисправности.

Выбор материала проводника: медь или алюминий

Выбор между медными и алюминиевыми проводниками влияет на плотность тока, вес, надежность соединений и требования к долгосрочному обслуживанию. Оба материала используются в системах шин среднего напряжения и в конструкциях шин низкого напряжения, но их соответствующие сильные стороны подходят для разных условий применения.

Медные шины

Электролитическая медь с твердым пеком (обозначение C11000 или Cu-ETP) обеспечивает электропроводность ~100% МАКО . Его высокая проводимость позволяет использовать компактные поперечные сечения, что имеет решающее значение для распределительных устройств с ограниченным пространством. Медь также демонстрирует превосходную стойкость к окислению на контактных поверхностях, более низкое контактное сопротивление на болтовых соединениях в течение всего срока службы и лучшее сопротивление механической ползучести при длительном усилии зажима болта по сравнению с алюминием. По этим причинам медь является материалом проводника по умолчанию для внутренние распределительные устройства среднего напряжения, распределительные щиты низкого напряжения и центры управления двигателями там, где пространство шкафа ограничено и надежность соединений в течение 30-летнего срока службы имеет первостепенное значение.

Алюминиевые шины

Проводники из алюминиевого сплава (обычно 1350-H19 для электротехнического класса или 6063-T6 для структурных шин) достигают примерно 61% проводимость IACS — это означает, что для алюминиевой шины требуется примерно На 64 % больше площадь поперечного сечения чем медная шина, пропускающая тот же ток. Однако алюминий имеет плотность примерно 2,7 г/см³ по сравнению с медью 8,9 г/см³ , что дает алюминию значительное преимущество в весе для долговременных токопроводящих систем и конструкций наружных подстанций. Алюминиевая шина размером 150×10 мм весит примерно 4,1 кг/м , по сравнению с примерно 13,4 кг/м для медного стержня эквивалентной токовой мощности. Для наружных шинных конструкций, где снижение нагрузки на изоляторы и порталы является целью проектирования конструкции, алюминий часто является более практичным выбором.

Когда алюминиевые шины прикрепляются болтами к медным клеммам оборудования, например, к втулкам трансформатора или колодкам автоматического выключателя, биметаллические переходные соединители и проводящий соединительный материал обязательны для предотвращения гальванической коррозии и поддержания низкого контактного сопротивления с течением времени.

Выбор изоляции для приложений низкого и среднего напряжения

Выбор изоляции является одним из наиболее важных решений при выборе спецификации шин. Нарушения изоляции являются причиной значительной доли перерывов в работе распределительных устройств и инцидентов, связанных с безопасностью. Правильная система изоляции должна соответствовать рабочему напряжению, окружающей среде, термическому классу и физической форме сборки шин.

Системы изоляции низкого напряжения

Для конструкции шин низкого напряжения на напряжение до 1000 В переменного тока чаще всего назначаются следующие системы изоляции:

• ПВХ-оболочка: Стандарт для систем переменного тока 690 В; рассчитана на 70°C или 105°C в зависимости от марки. Низкая стоимость и простота применения. Подходит для чистых помещений с умеренной влажностью.
• Термоусадочная полиолефиновая трубка: Обеспечивает соответствующий влагостойкий изоляционный слой; рассчитано на напряжение от 600 В до 1 кВ; Доступны версии с двойными стенками и внутренним клеевым герметиком для улучшенной защиты окружающей среды в корпусах со степенью защиты IP54 или выше.
• Эпоксидно-порошковое покрытие: Наносится электростатически и отверждается для получения твердого однородного покрытия с диэлектрической прочностью примерно 20–25 кВ/мм . Обеспечивает как электрическую изоляцию, так и механическую защиту поверхности. Широко используется для плоских шин в компактных распределительных устройствах.
• Воздушная изоляция с фазовыми перегородками: Для шин в сборках в металлическом корпусе изолирующие перегородки между фазами и между фазами и землей (обычно изготовленные из армированного стекловолокном полиэстера или листа поликарбоната) обеспечивают необходимые зазоры без нанесения изоляции непосредственно на проводник. Этот подход распространен в крупных распределительных щитах низкого напряжения, где при эксплуатации может потребоваться проверка шин или повторная затяжка.

Системы изоляции среднего напряжения

Система шин среднего напряжения требует существенно более прочной изоляции. При 12 кВ рабочее напряжение фаза-земля составляет примерно 6,9 кВ (СКЗ) , а система должна выдерживать грозовой импульс напряжением 75 кВ и Испытательное напряжение промышленной частоты 28 кВ согласно МЭК 62271-1.

• Изоляция из литой эпоксидной смолы: Используется в полностью изолированных и экранированных (FIS) системах шинопроводов на напряжение 12–36 кВ. Вся шина покрыта литой эпоксидной смолой, что устраняет воздушные зазоры и обеспечивает надежную работу в условиях высокой влажности, загрязнения или конденсации сред. Особенно подходит для прибрежных промышленных объектов и подземных подстанций.
• Изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE): Применяется к сборным токопроводам среднего напряжения. Рассчитан на постоянную рабочую температуру до 90°C и short-circuit temperatures up to 250°С . Обеспечивает хорошую влагостойкость и механическую гибкость для установок с ограниченным пространством для прокладки проводов.
• Воздушная изоляция с твердыми прокладками: Традиционный подход к распределительным устройствам в металлическом корпусе. Межфазные зазоры между фазой и землей поддерживаются опорными изоляторами из эпоксидной смолы или фарфора. Пути утечки должны соответствовать требованиям IEC 60071 для уровня загрязнения объекта — при степени загрязнения 3 минимум 25 мм на кВ требуется фаза-земля.
• Газовая изоляция SF6: Используется в распределительных устройствах с элегазовой изоляцией (КРУЭ), где вся система шин заключена в заземленный металлический корпус, заполненный элегазом SF6 при абсолютном давлении примерно 3–5 бар. SF6 имеет диэлектрическую прочность примерно в 2,5 раза больше, чем у воздуха при атмосферном давлении, что позволяет значительно уменьшить размеры корпуса. Этот подход используется там, где пространство сильно ограничено, например, в городских подземных подстанциях и распределительных устройствах на морских платформах.

Тип корпуса, класс IP и снижение температурных характеристик

Корпус, в котором находится система шин, напрямую влияет на достижимый номинальный ток. Более высокие классы IP ограничивают поток воздуха через корпус, уменьшая конвективное рассеивание тепла с поверхности шины и требуя снижения номинальных характеристик шины по сравнению с ее номиналом при открытом воздухе.

В качестве практического руководства по снижению номинального тока закрытых шин в зависимости от класса IP:

• IP31/IP42 (стандартное ЗРУ): Минимальное ограничение естественной вентиляции. Коэффициент снижения номинальных характеристик составляет примерно 0,90–1,00 относительно номинала на открытом воздухе.
• IP54 (пыле- и брызгозащищенность): Уменьшенные вентиляционные отверстия. Типичный коэффициент снижения мощности 0,85–0,90 , что представляет собой снижение текущей мощности на 10–15%.
• IP65/IP66 (полностью герметичный): Нет вентиляционных отверстий; рассеивание тепла ограничивается проводимостью через стены корпуса. Коэффициент снижения мощности обычно 0,75–0,85 . Для сильноточных шин в корпусах IP65 может потребоваться принудительное воздушное охлаждение или шинопровод с жидкостным охлаждением для поддержания шин в температурных пределах.
• NEMA 4X (коррозионностойкая герметичность): Тепловое ограничение аналогично IP66. Обычно используется в пищевой, фармацевтической и морской промышленности, где требуется устойчивость к мытью и химическому воздействию.

При привлечении поставщика шин среднего и низкого напряжения для проекта, включающего корпуса со степенью защиты IP54 или выше, на этапе запроса укажите класс IP и внутренний объем корпуса, чтобы поставщик мог включить правильный коэффициент снижения номинальных характеристик в свои расчеты текущего номинала. Заднее снижение номинальных характеристик после указания шины часто приводит к недооценке сборок, которые не проходят типовые испытания.

Конфигурация шинопровода: плоские, трубчатые и шинопроводные форматы

Шины доступны в нескольких физических форматах, каждый из которых подходит для разных классов напряжения, диапазонов тока и методов установки. Понимание различий позволяет указать правильный формат с самого начала, а не адаптировать его после того, как схема распределительного устройства будет исправлена.

Плоский прямоугольный стержень

Наиболее широко используемый формат для проектирования шин низкого напряжения. Доступны шириной от 12 мм до 200 мм и толщиной от 3 мм до 20 мм из меди или алюминия. Несколько плоских шин можно соединить параллельно для увеличения номинального тока — распространенный подход в сильноточных распределительных устройствах низкого напряжения, где пространство в одном измерении ограничено. Например, два параллельных медных стержня размером 100 × 10 мм могут нести примерно 3600–4400 А , что фактически удваивает рейтинг одинарного стержня при небольшом увеличении высоты сборки.

Трубчатый круглый стержень

Круглые трубчатые проводники (обычно из алюминиевого сплава 6063-T6 или 6101-T61 или меди C11000) являются стандартным форматом для наружных систем шин среднего напряжения на подстанциях с воздушной изоляцией. Трубчатый профиль максимизирует соотношение площади поверхности к массе для рассеивания тепла, обеспечивает высокий момент сопротивления на единицу веса для пролета между опорными изоляторами, а при напряжении выше 66 кВ гладкая круглая поверхность уменьшает возникновение коронного разряда за счет равномерного распределения электрического поля. Трубчатые шины для подстанций 110–500 кВ обычно варьируются от наружный диаметр от 80 до 200 мм с толщиной стенок 6–15 мм.

Автобусный канал (автобусный путь)

Сборные системы шинопроводов состоят из плоских или трубчатых шин, заключенных в металлический корпус заводской сборки, номиналы которых варьируются примерно от от 400 А до 6300 А для приложений низкого напряжения и до 40 кА для подключения генератора и трансформатора. Шинопровод предлагает преимущества стабильных, проверенных на заводе номинальных токов, заводской изоляции и фазовых перегородок, а также быстрой установки на месте по сравнению с шинами, изготовленными на месте. Для приложений среднего напряжения шинопровод с изоляцией из литой смолы на напряжение 12–36 кВ используется в ситуациях, когда альтернативный кабель потребует непрактичного количества параллельных кабелей и когда необходим компактный, проверяемый маршрут.

Применимые стандарты и требования соответствия

Соответствие соответствующему стандарту является требованием утверждения проекта, а не дополнительным улучшением качества. Стандарт, регулирующий сборку шин, определяет типовые испытания, которые необходимо засвидетельствовать, плановые испытания, необходимые для каждого устройства, а также документацию, которую конечный пользователь или уполномоченный орган (AHJ) потребует для одобрения ввода в эксплуатацию.

• МЭК 61439-1 и МЭК 61439-2: Закройте распределительные устройства и устройства управления низкого напряжения. IEC 61439-1 — это стандарт общих правил; В стандарте IEC 61439-2 рассматриваются силовые распределительные устройства и устройства управления (PSC-узлы). Типовые испытания включают проверку превышения температуры, устойчивость к короткому замыканию, диэлектрическую стойкость и проверку степени защиты (IP).
• МЭК 62271-1 и МЭК 62271-200: Закройте распределительное устройство среднего напряжения и устройство управления. В стандарте IEC 62271-200 конкретно рассматриваются распределительные устройства переменного тока в металлическом корпусе от 1 до 52 кВ, включая типовые испытания для классификации внутренней дуги (IAC) — все более необходимой спецификации для защиты персонала в занятых распределительных помещениях. Рейтинги МАК AFLR 16 кА в течение 1 секунды или 25 кА в течение 1 секунды обычно используются для внутренних распределительных устройств среднего напряжения в коммерческих и промышленных проектах.
• UL 857 (автобусные маршруты): Североамериканский стандарт для шинопроводных систем до 600 В переменного тока, 6000 А. Требуется для проектов в США и Канаде, где шинопровод используется для распределения электроэнергии в зданиях или промышленных предприятиях.
• ГБ/Т 5585,1/5585,2: Национальные стандарты Китая на медные и алюминиевые шины электрического назначения. Требуется для проектов в Китае и актуально при закупках у поставщика шин среднего и низкого напряжения, производящего шины в соответствии с китайскими национальными стандартами.
• Стандарт IEEE 605: Руководство IEEE по проектированию шин на подстанциях с воздушной изоляцией. Представлена ​​методология расчета номинального тока, силы короткого замыкания и расчета механических пролетов систем трубчатых и плоских шин в конструкциях наружных подстанций. Широко используется в коммунальных проектах Северной Америки и в регионах, где договорной основой являются стандарты IEEE, а не IEC.

При отправке запросов поставщику шин среднего и низкого напряжения укажите руководящий стандарт, необходимые доказательства типовых испытаний, а также допустимы ли протоколы испытаний, проводимых при свидетеле третьей стороны, или сертифицированные третьей стороной отчеты об испытаниях. Для проектов критической инфраструктуры указание оригинальных сертификатов типовых испытаний от аккредитованных испытательных лабораторий (KEMA, CESI, CPRI или эквивалентных), а не деклараций об испытаниях только производителя, существенно снижает проектный риск.

Экологические соображения и соображения, специфичные для конкретного объекта

Условия окружающей среды на месте установки влияют на выбор материала шин, тип изоляции, обработку поверхности и интервалы технического обслуживания. Игнорирование условий площадки на этапе спецификации приводит к преждевременному разрушению изоляции, ускорению коррозии болтовых соединений и сокращению срока службы.

Температура окружающей среды и высота над уровнем моря

Для сайтов выше Высота 1000 м , снижается плотность воздуха, а вместе с ней и электрическая прочность воздуха, и эффективность конвективного охлаждения. МЭК 62271-1 требует корректировки как диэлектрических испытательных напряжений, так и номинального тока для высоты более 1000 м. Для площадки на высоте 2000 м требуется поправочный коэффициент высоты примерно 0,94 применительно к номинальному диэлектрическому выдерживаемому напряжению Это означает, что оборудование, рассчитанное на выдержку промышленной частоты 28 кВ на уровне моря, должно быть повторно проверено при пониженной плотности воздуха на высоте. Снижение тока примерно на 5% за 1000 м свыше 1000 м — это широко применяемая начальная оценка, требующая детального теплового расчета.

Коррозионная среда

Категория коррозии места установки по ISO 9223 определяет требуемую защиту поверхности проводников шин, опорного оборудования и корпусов. Для площадок с категорией коррозии C3 (умеренная — городские промышленные районы внутри страны) или ниже обычно достаточно использовать стандартные медные или анодированные алюминиевые шины с токопроводящим герметиком на болтовых соединениях. Для C4 (высокая — прибрежная промышленность) или C5-M (очень высокая — морское морское море) требуется лужение или серебрение во всех контактных зонах, жесткое анодирование алюминиевых поверхностей и опорное оборудование из нержавеющей стали или горячеоцинкованной стали. На нефтехимических и химических предприятиях необходимо дополнительно учитывать устойчивость к определенным технологическим химикатам, что может потребовать выбора материалов корпуса и прокладок, устойчивых к сероводороду, хлору или аммиаку, в зависимости от обстоятельств.

Требования к сейсмической зоне

Для систем шин среднего напряжения, установленных в сейсмической зоне 2 или выше (в соответствии с IBC или эквивалентным национальным нормой), опорная конструкция шин, номинальные характеристики консолей изолятора и крепление корпуса должны быть проверены на соответствие расчетному ускорению грунта при землетрясении. В соответствии с проектной спецификацией может потребоваться сейсмическая сертификация по стандарту IEEE 693 (для коммунальных подстанций) или IEC 62271-300 (для закрытых распределительных устройств). В зонах с высокой сейсмичностью гибкие соединения между секциями шин, а также между шиной и клеммами оборудования особенно важны для предотвращения повреждений из-за дифференциального смещения во время сотрясений грунта.

Оценка поставщика шин среднего и низкого напряжения

Технические характеристики шинной системы настолько надежны, насколько надежны процессы производства и контроля качества поставщика, который ее производит. Выбор способного и прозрачного поставщика шин среднего и низкого напряжения является неотъемлемой частью процесса закупок, а не второстепенным вопросом.

• Документация по типовым испытаниям: Запросите оригинальные сертификаты типовых испытаний, а не просто ссылки на протоколы испытаний, в которых указаны превышение температуры, устойчивость к короткому замыканию, диэлектрические характеристики и степень защиты для конкретного номинального тока и класса напряжения поставляемой системы шин. В сертификатах должна быть указана испытательная лаборатория, дата испытаний и точная конфигурация тестируемого продукта.
• Сертификация и отслеживание материалов: Поставщик должен предоставить сертификаты заводских испытаний, подтверждающие марку сплава проводника, его состояние, химический состав и электропроводность для каждой производственной партии. Для меди подтвердите C11000 (Cu-ETP) или эквивалент; для алюминия подтвердите 1350-H19, 6063-T6 или 6101-T61, в зависимости от обстоятельств.
• Размерная последовательность: Запросите протоколы проверки размеров или отчеты о проверке первого изделия (FAI), подтверждающие, что поперечное сечение, прямолинейность и расположение отверстий шины (для предварительно просверленных стержней) находятся в пределах указанного допуска. Допуски по ширине и толщине ±0,5 мм или лучше характерны для шин прецизионных распределительных устройств.
• Возможность обработки поверхности: Подтвердите, выполняется ли лужение, серебрение или твердое анодирование собственными силами или по субподряду. Собственная обработка поверхности дает поставщику прямой контроль над толщиной покрытия, адгезией и покрытием, что является значительным преимуществом в качестве по сравнению с обработкой, выполняемой субподрядчиком.
• Система менеджмента качества: Сертификация ISO 9001 является основой. Для проектов коммунального хозяйства и критически важной инфраструктуры запросите доказательства недавних аудитов клиентов, показатели отчетов о несоответствиях (NCR) и записи корректирующих действий. Поставщик, желающий поделиться данными о качестве продукции, дает большую гарантию, чем тот, кто может предложить только номер сертификата.
• Срок выполнения и надежность доставки: Подтвердите сроки производства для конкретного сплава, поперечного сечения и требуемой обработки с добавленной стоимостью (резка, сверление, покрытие). Для критически важных для проекта компонентов шин запросите подтверждение своевременной поставки и разъясните подход поставщика к управлению доступностью сырья в периоды ограничений в цепочке поставок.

Практика установки и обслуживания, обеспечивающая долгосрочную производительность

Правильно выбранная система шин все равно может работать неэффективно, если методы установки и обслуживания неадекватны. Наиболее распространенными причинами деградации шин, связанных с установкой, являются плохо подготовленные болтовые соединения, неправильный момент затяжки болтов и неучтенное тепловое расширение.

Подготовка болтового соединения и момент затяжки

Непосредственно перед сборкой на каждом болтовом соединении шины очистите обе контактные поверхности до блестящего металла с помощью проволочной щетки из нержавеющей стали. Нанесите проводящий состав для швов (на основе цинка для алюминия, на нефтяной основе для меди) на обе поверхности. Затяните болты с моментом, указанным производителем (обычно). 20–30 Нм для болтов М10. и 40–60 Нм для болтов М12. в соединениях медь-медь. Используйте тарельчатые пружинные шайбы под головками болтов и гайками на всех соединениях алюминиевых шин, чтобы компенсировать релаксацию ползучести алюминия, которая возникает при длительной сжимающей нагрузке при повышенных температурах.

Управление тепловым расширением

Медь имеет коэффициент теплового расширения примерно 17 × 10⁻⁶ /°С ; алюминий примерно 23 × 10⁻⁶ /°С . На 20-метровом алюминиевом автобусном маршруте изменение температуры на 70°C — от холодной окружающей среды во время ввода в эксплуатацию до летней рабочей температуры при полной нагрузке — дает примерно 32 мм линейного расширения . Если это движение не компенсируется скользящими опорными зажимами и гибкими компенсаторами через соответствующие промежутки времени, возникающее сжимающее напряжение вызывает коробление проводника, повреждение опорных изоляторов и постепенное ослабление болтовых соединений. Гибкие компенсаторы следует устанавливать с интервалом, не превышающим 30–40 метров на прямых автобусных маршрутах и при каждом подключении к стационарным терминалам оборудования.

Термографический контроль

Инфракрасное термографическое обследование болтовых соединений шин под рабочей нагрузкой является наиболее экономичным инструментом технического обслуживания, позволяющим выявлять развивающиеся высокоомные соединения до того, как они вызовут термическое повреждение или перерыв в работе. Для систем шин среднего напряжения и сильноточных низковольтных сборок термографический контроль следует проводить при вводе в эксплуатацию и повторять через интервалы не более 12 месяцев для критических цепей. Совместный пробег более 10°C над соседними соединениями при эквивалентной нагрузке указывает на повышенное контактное сопротивление, требующее исследования и устранения.

Часто задаваемые вопросы