3.5.3. Шинные конструкции

Электрические машины и аппараты соединяют между собой при помощи шин – неизолированных проводников (из алюминия, меди или реже стали), укрепленных на изоляторах, или при помощи кабелей  изолированных проводников (из алюминия или меди). Неизолированные проводники обладают большей нагрузочной способностью, проще в монтаже и эксплуатации, надежнее и экономичнее, поэтому их широко применяют в РУ всех напряжений в качестве сборных шин, служащих для приема и распределения электроэнергии, соединения аппаратов и присоединения генераторов, синхронных компенсаторов, трансформаторов и др.

В установках генераторного напряжения применяют жесткие алюминиевые шины прямоугольного сечения при токах до 4000 А (рис. 4.41, ав) или при больших токах фасонного сечения: коробчатого (рис.4.41, г) и трубчатого.

Для соединения мощных генераторов с повышающими трансформаторами на блочных станциях широко применяют пофазно экранированные токопроводы, каждая фаза которых состоит из трубчатой шины, прикрепленной изоляторами к алюминиевому экрану-кожуху (рис. 4.41, д). Эти токопроводы изготовляют на заводах и комплектно поставляют на место установки, что сокращает время монтажа и удешевляет конструкцию. Выпускают так же комплектно и трехфазные токопроводы генераторного напряжения для линий собственных нужд тепловых электростанций.

В установках 35 кВ и выше при выполнении шинных конструкций учитывают возможность появления короны  интенсивной ионизации воздуха вокруг провода, сопровождающейся образованием озона и окислов азота, разрушающих металлы и изоляцию. Корона приводит к большой потере активной мощности. Для снижения напряженности электрического поля и предотвращения появления короны шины выполняют круглой, трубчатой формы или проводник каждой фазы выполняют из нескольких параллельных проводников, сечения которых располагают по окружности.

Рис. 4.41. Конструкция жестких шин.

а – однополосные; б – двухполосные; в – трехполосные; г – коробчатые; д – комплектный экранированный токопровод; 1 – экран; 2 – токоведущая шина; 3 – изолятор

Жесткие шины окрашивают эмалевыми красками: желтой фазу А; зеленой фазу В; красной фазу С. Окраска не только помогает распознать фазу установки, но усиливает теплоотдачу и увеличивает нагрузочную способность шин. Гибкие шины (провода) не окрашивают, а на фазных проводах, например, подвешивают кружки, окрашенные в соответствующие цвета.

Лекция 6. Раздел 3. Тема 3.1 (2 час) Шины, изоляторы и контактные соединения. План

1. Изоляторы, конструкции и выбор.

2. Конструкции контактов шин и аппаратов. Основные характеристики контактных соединений.

Изоляторы для распределительных устройств и аппаратов

Токоведущие части аппаратов РУ, провода воздушных линий электропередачи имеют различные потенциалы и поэтому для исключения КЗ их удаляют друг от друга и от заземленных металлоконструкций на определенные расстояния, т. е. изолируют воздушными промежутками. В местах крепления токоведущие проводники изолируют от заземленных опорных конструкций при помощи изоляторов.

Конструкция изоляторов должна обладать электрической и механической прочностью и противостоять неблагоприятным атмосферным воздействиям. Наилучшими характеристиками обладают изоляторы из фарфора и закаленного стекла.

По назначению и конструкции изоляторы разделяют на опорные, проходные и подвесные, а по роду установки различают изоляторы для внутренней и наружной установки (рис. 4.31).

Все изоляторы конструируют так, чтобы их пробивное напряжение было выше напряжения перекрытия (разряда по поверхности). В этом случае при повышениях напряжения изолятор не разрушается, а перекрывается и при быстром отключении остается неповрежденным. При наружной установке поверхность изоляторов подвержена воздействию атмосферных осадков, загрязнению, поэтому они имеют развитую ребристую поверхность, улучшающую условия работы изоляции. Для работы в особо загрязненных районах (вблизи металлургических и химических заводов, морей и т. п.) конструируют специальные изоляторы с сильно развитыми поверхностями и в некоторых случаях с подогревом поверхности для быстрого испарения влаги, осушения поверхности, т. е. для уменьшения загрязнения и повышения разрядных напряжений.

Рис. 4.31. Опорные изоляторы.

Опорные изоляторы предназначены для крепления проводов воздушных линий, токоведущих шин в РУ и токоведущих частей электрических аппаратов.

Для внутренней установки 10 кВ:

• ОА-10 с наружной заделкой арматуры;

• ОМА-10 с внутренней заделкой арматуры.

Для наружной установки 35 кВ:

• ШТ-35  штыревого типа; СО-35

• (СТ-35)  стержневого типа.

Элементы конструкции: 1  фарфоровый корпус; 2  фланец: 3  колпачок.

Опорные изоляторы бывают стержневые и штыревые.

Стержневые изоляторы имеют фарфоровый корпус с гладкой или развитой ребристой поверхностью, к которому с помощью цементной заделки прикреплены элементы арматуры: чугунный фланец для закрепления изолятора на опоре и шапка (колпачок) для крепления шины к изолятору. Стержневые изоляторы для внутренней установки на напряжение 310 кВ изготовляются двух серий: серии О (опорные) с наружной заделкой арматуры и серии ОМ (опорные, малогабаритные) с внутренней заделкой арматуры. Для наружной установки на напряжение 35 кВ применяют стержневые изоляторы типа СТ-35. Стержневые изоляторы на напряжение 110220 кВ и выше представляют собой колонны из нескольких изоляторов меньшего напряжения, соединенных между собой металлической арматурой.

Штыревые изоляторы предназначены для наружной установки на напряжение 335 кВ и выше. Они имеют фарфоровый корпус, состоящий из одного или нескольких фигурных элементов, соединенных цементной замазкой и укрепленных на стальном штыре. В верхней части фарфорового корпуса армируется шапка.

ПНВ на 10 кВ

ПНБ на 10 кВ

ПНБ на 35 кВ

ИПШН на 35 кВ

Рис. 4.32. Проходные изоляторы

Проходные изоляторы (рис. 4.32) предназначены для изоляции проводников, проходящих через стены зданий или через заземленные кожухи аппаратов. Они состоят из диэлектрического (фарфор, бакелизированная бумага и др.) корпуса цилиндрической или веретенообразной формы, внутри которого проходит токоведущий стержень прямоугольного или круглого сечения. В средней части корпуса устанавливают металлический фланец для крепления изолятора в стене или аппарате. При номинальных напряжениях 310 кВ диэлектрический корпус выполняют из фарфора или бакелизированной бумаги, а при напряжениях 35 кВ и выше корпус представляет собой сложную изоляционную конструкцию, состоящую из фарфора, картона, бумаги, трансформаторного масла.

Рис. 4.33. Подвесной изолятор

Сечение токоведущего стержня определяется номинальным током проходного изолятора. При больших номинальных токах (2000 А и более) проходные изоляторы изготовляют без токоведущих частей. Через такие изоляторы (шинного типа) при монтаже пропускают жесткие шины распределительного устройства.

Подвесные изоляторы применяют для подвески к опорам проводов воздушных линий электропередачи. Они бывают тарелочного и стержневого типов. Наибольшее распространение получили подвесные изоляторы тарелочного типа, из которых собирают гирлянды изоляторов, рис. 4.33.