2.Выбор элементов шинных соединений

Одним из главных элементов распределительного устройства являются шины, которые делятся на главные (сборные) и ответвительные и изготовляются из меди, алюминия или его сплавов и стали. Шины выполняют плоскими и устанавливают плашмя или на ребро. Сечение шин выбирают в зависимости от тока нагрузки с проверкой устойчивости току к. з. Учитывают также способ крепления шин.

Выбор жестких шин.В закрытых РУ 6-10 кВ ошиновка и сборные шины выполняются жесткими алюминиевыми шинами. Медные шины из-за высокой их стоимости не применяются даже при больших токовых нагрузках. При токах до 3000 А применяются одно- и двухполосные шины. При больших токах рекомендуются шины коробчатого сечения, так как они обеспечивают меньшие потери от эффекта близости и поверхностного эффекта, а также лучшие условия охлаждения.

Сборные шины и ответвления от них к электрическим аппаратам (ошиновка) 6-10 кВ из проводников прямоугольного или коробчатого профиля крепятся на опорных фарфоровых изоляторах.

Выбор сечения шин производится по нагреву (по допустимому току). При этом учитываются не только нормальные, но и послеаварийные режимы, а также режимы в период ремонтов и воз­можность неравномерного распределения токов между секциями шин. Усло­вие выбора:

где - допустимый ток на шины выбранного сечения с учетом поправки при расположении шин плашмя или температуре воздуха, отличной от принятой в таблицах ( ). В последнем случае

Для неизолированных проводов и окрашенных шин принято =70°С; =25°С, тогда

где - допустимый ток по таблицам при температуре воздуха = 25 °С; - действительная температура воздуха;

- допустимая температура нагрева продолжительного режима (по ПУЭ для шин принято +70°С).

Проверка шин на термическую стойкость при КЗ производится по условию:

или

где - температура шин при нагреве током КЗ; - допустимая температура нагрева шин при КЗ; - минимальное сечение по термической стойкости; q — выбранное сечение.

Проверка шин на электродинамическую стойкость.В большинстве конструкций шин механического резонанса не возникает. Поэтому ПУЭ не требуют их проверки на электродинамическую стойкость с учетом механических колебаний.

Механический расчет однополосных шин. Наибольшее удельное усилие при трехфазном КЗ, определяется, Н/м:

Так как расстояние между фазами значительно больше периметра шин а>>2(b + h), то коэффициент формы k_ф = 1.

Наибольшие электродинамические усилия возникают при трехфазном повреждении, поэтому в дальнейших 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), Н•м:

где l — длина пролета между опорными изоляторами шинной конструк­ции, м.

Напряжение в материале шины, возникающее при воздействии изги­бающего момента, МПа:

где W— момент сопротивления шины относительно оси, перпендикуляр­ной действию усилия, см³ [1].

Шины механически прочны, если

где - допустимое механическое напряжение в материале шин.

Согласно ПУЭ < 0,7 .