Prípojnicové konštrukcie rozvádzačov
Prípojnice sú holé, pomerne masívne prúdové vodiče s pravouhlým, okrúhlym alebo profilovaným prierezom. V priestoroch uzavretého rozvádzača sú všetky odbočky z prípojníc a prípojky k zariadeniam tiež vyhotovené holými vodičmi tvoriacimi prípojnicu.
Shinny sú centrálnou a najkritickejšou časťou rozvádzača, pretože dostávajú elektrinu zo všetkých generátorov stanice (alebo transformátorov rozvodne) a sú k nim pripojené všetky výstupné vedenia.
V uzavretých rozvádzačoch do 35 kV vrátane sú prípojnice vyrobené z pravouhlých hliníkových pásikov. Oceľové pneumatiky sa používajú v elektrických inštaláciách s nízkym výkonom pri zaťažovacích prúdoch, ktoré nepresahujú 300-400 A.
Treba poznamenať, že obdĺžnikové (ploché) drôty sú ekonomickejšie ako okrúhle drôty. Pri rovnakej ploche prierezu má obdĺžniková pneumatika väčšiu bočnú chladiacu plochu ako okrúhla pneumatika.
V distribučnej miestnosti sa pneumatiky montujú na špeciálne autobusové nosiče alebo rámy klietok zariadení. Prípojnice sa umiestňujú na nosné porcelánové izolátory na okraj alebo naplocho a upevňujú sa držiakmi prípojníc.
Existuje mnoho rôznych spôsobov montáže pneumatík. Každý z nich má svoje výhody a nevýhody.
Chladiace podmienky sú lepšie pre rebrované pneumatiky ako pre defektné pneumatiky. V prvom prípade je koeficient prestupu tepla o 10-15% vyšší ako v druhom, a to sa berie do úvahy pri určovaní prípustného prúdového zaťaženia (PUE). Pneumatiky smerujúce k susedom svojou úzkou stranou (rebrom) majú väčšiu mechanickú stabilitu.
Aby sa pneumatiky mohli pohybovať po svojom malom vzore, keď je teplota predĺžená, je pneumatika pevne pripevnená v strede sekcie a voľne v diaľke. Okrem toho sa pri dlhých dĺžkach zberníc inštalujú kompenzátory na prispôsobenie teplotnej expanzie. Dve prípojnice sú vzájomne prepojené pomocou flexibilného zväzku tenkých medených alebo hliníkových pásikov. Konce prípojnicových pásov nie sú pevne pripevnené k nosnému izolantu, ale posuvným uchytením cez pozdĺžne oválne otvory.
Aby sa eliminovalo teplotné namáhanie, prípojnice sú v niektorých prípadoch spojené s pevnými zariadeniami (svorkami) pomocou pružných obalov, ktoré sú zabudované na koncoch pevných prípojníc.
Najväčšie použité veľkosti jednopásových medených a hliníkových prípojníc sú 120 × 10 mm.
Pre vysoké prúdové zaťaženie (pre medené prípojnice nad 2650 A a pre hliník - 2070 A) sa používajú viacpásmové prípojnice - balenia dvoch alebo menej často troch pásiem na fázu; normálna vzdialenosť medzi pásikmi v balení sa rovná hrúbke jedného pásika (b).
Vzájomná blízkosť pásikov z toho istého obalu spôsobuje nerovnomerné rozloženie prúdu medzi nimi: veľké zaťaženie dopadá na koncové pásy obalu a menej na stredné. Napríklad v balíku s tromi pásikmi preteká 40 % každého vo vonkajších pásikoch a iba 20 % celkového fázového prúdu v strede. Tento jav, ktorý je analogický s javom odlupovania v jednom vodiči, spôsobuje, že je nepraktické používať viac ako tri zbernice striedavého prúdu.
Pri prevádzkových prúdoch presahujúcich povolené hodnoty pre dvojprúdové autobusy sa najviac odporúča použiť pneumatiky s profilom (kanály), ktoré umožňujú lepšie využitie vodivého materiálu a dosahujú vysokú mechanickú pevnosť.
Energetické inštalácie v súčasnosti používajú balík dvoch kanálov na fázu, ktorý sa tvarom a kp približuje k dutému štvorcu. Najväčšia veľkosť kanála so stenou 250 mm a hrúbkou 12,5 mm s dvomi kanálmi v balení umožňuje prenos prúdu 12 500 A pre meď a 10 800 A pre hliník.
Pneumatiky a všetky prípojnice uzavretého rozvádzača sú natreté smaltovanými farbami v identifikačných farbách, čo umožňuje servisnému personálu ľahko rozpoznať živé časti pripojené k určitým fázam a obvodom.
Farba navyše chráni pneumatiky pred oxidáciou a zlepšuje prenos tepla z povrchu. Nárast prípustného prúdu z farby prípojnice je 15-17% pre medené a 25-28% pre hliníkové prípojnice.
Pre zbernice s rôznymi fázami sa používajú tieto farby: trojfázový prúd: fáza A – žltá, fáza B – zelená, fáza C – červená; nulové prípojnice: s neuzemneným neutrálom — bielym, s uzemneným neutrálom, ako aj uzemňovacími vodičmi — čiernymi; Jednosmerný prúd: kladná koľajnica je červená, záporná koľajnica je modrá.
Prípojnica otvorených rozvádzačov môže byť realizovaná ohybnými drôtmi alebo tuhými gumami. Pri napätiach 35, 110 kV a viac sa na zvýšenie korónového napätia a zníženie korónových strát používajú iba okrúhle vodiče.
Vo väčšine otvorených rozvádzačov je prípojnica vyrobená z lankových oceľovo-hliníkových vodičov rovnakého dizajnu ako elektrické vedenia.
Medené vodiče zbernice sa používajú iba v prípadoch, keď sa otvorený rozvádzač nachádza blízko (asi 1,5 km) pri brehoch slaných morí alebo chemických závodov, ktorých aktívne výpary a strhávanie môžu spôsobiť rýchlu koróziu hliníkových vodičov. V niektorých prípadoch otvorený rozvádzač používa pevnú prípojnicu vyrobenú z oceľových alebo hliníkových rúrok upevnených na nosných izolátoroch.
Prierezy pneumatík a iných vodičov s prúdom možno vypočítať na základe hodnoty prevádzkových prúdov a prípustných teplôt na základe podmienky vykurovania.
Čo sa týka prípojníc používaných v rozvádzačoch, ich prierezy sú normalizované a sú pre ne vypracované tabuľky prípustných trvalých prúdových zaťažení. Preto v praxi nie je potrebné počítať podľa vzorcov, ale stačí si vybrať podľa tabuliek.
Tabuľky prípustných trvalých prúdových zaťažení na holých prípojniciach a vodičoch sú vypočítané a overené experimentálne; pri ich zostavovaní sa predpokladala prípustná teplota ohrevu 70 °C pri teplote okolia + 25 °C.
Takéto tabuľky pre štandardné prierezy pneumatík a drôtov základných vodivých materiálov a určitých profilov (obdĺžnikové, rúrkové, kanálové, duté štvorce atď.) sú uvedené v PUE a referenčných knihách.
Pre pravouhlé prípojnice sú tabuľkové prúdové zaťaženia zostavené pri inštalácii na okraji; preto, keď sú pneumatiky prázdne, zaťaženie by sa malo znížiť o 5 % pre pneumatiky so šírkou dezénu do 60 mm a o 8 % pre pneumatiky so šírkou nad 60 mm. V prípadoch, keď sa priemerná teplota okolia líši od normy (+ 25 ° C), prípustné zaťaženie pneumatík získané z tabuliek sa musí prepočítať podľa nasledujúceho približného vzorca:
kde IN je prípustné zaťaženie prevzaté z tabuliek.
Prierez vodičov sa musí kontrolovať v porovnaní s ekonomickou hustotou prúdu.
Ekonomický prierez vodičov alebo zberníc qEC sa nazýva taký prierez, kde sú celkové ročné náklady, určené kapitálovými nákladmi a prevádzkovými nákladmi, najmenšie.
Ekonomický prierez vodičov a prípojníc sa získa vydelením maximálneho zaťažovacieho prúdu v normálnom režime hustotou elektrického prúdu:
Výsledný prierez podľa ekonomického stavu sa zaokrúhľuje na najbližšiu normu a kontroluje sa na dlhodobo prípustný zaťažovací prúd.Treba si uvedomiť, že prípojnice RU pre všetky napätia sa nevyberajú podľa ekonomickej hustoty prúdu, pretože napr. ekonomické úseky pri vysokých prúdoch sú rovnaké alebo menšie ako úseky vybrané na vykurovanie.
Okrem toho sa pneumatiky RU kontrolujú na tepelnú a elektrodynamickú stabilitu v prípade skratu a pri 110 kV a vyššom aj na korónu.
Drôty akéhokoľvek účelu teda musia spĺňať požiadavky na maximálne prípustné vykurovanie, berúc do úvahy nielen bežné, ale aj núdzové režimy.
Ak sa prierez vodiča určený ekonomickými a trvalými podmienkami zaťaženia nerovná prierezu požadovanému pre iné havarijné podmienky (tepelná a dynamická stabilita pri skrate), potom sa predpokladá väčší prierez, ktorý spĺňa všetky podmienky.
Treba tiež poznamenať, že pri montáži pneumatík s veľkými časťami je potrebné zabezpečiť čo najnižšie dodatočné straty z povrchového efektu a efektu blízkosti a najlepšie chladiace podmienky. Dá sa to dosiahnuť znížením počtu pásov v obale a ich správnym priestorovým a vzájomným usporiadaním, racionálnym dizajnom obalu, použitím profilových pneumatík — korýtkových, dutých a pod.
Pri použití oceľových pneumatík sa stanovenie prípustnej hodnoty prúdu vykonáva trochu iným spôsobom.
V oceľových pneumatikách v dôsledku povrchového efektu dochádza k výraznému posunu prúdu na povrch vodiča, hĺbka prieniku nepresahuje 1,5-1,8 mm.
Štúdie zistili, že prípustné zaťaženie AC oceľových prípojníc prakticky závisí od obvodu prierezu prípojnice, nie od plochy tohto prierezu.
Na základe týchto štúdií bola na výpočet AC oceľových prípojníc prijatá nasledujúca metóda:
1. Najprv určte zaťažovací prúd zbernice (pre zbernicu s jednou stranou nepresahujúcou 300-400 A) a nájdite hustotu lineárneho prúdu:
kde In — zaťažovací prúd, A; p je obvod prierezu pneumatiky, mm.
Lineárna hustota prúdu závisí od prípustnej teploty prehriatia oceľovej zbernice nad teplotou okolia. Táto závislosť je definovaná nasledujúcim výrazom:
Zistilo sa, že pre skrutkové spoje oceľových pneumatík by hodnota Θ nemala prekročiť 40 ° C a pre zvárané spoje sa môže zvýšiť na 55 ° C.
Ak vezmeme okolitú teplotu v0 - 35 °, potom bude hustota lineárneho prúdu pre skrutkové spojenia rovná
a pre zvárané spoje
2. Na základe týchto údajov určíme hodnotu požadovaného obvodu prierezu pneumatiky:
Na obvode pneumatík so súpravou pneumatík si môžete ľahko vybrať požadovanú veľkosť štandardných oceľových pásov pri dodržaní stavu
kde h je výška pneumatiky, mm; b — hrúbka pneumatiky, mm.
Vyššie uvedený výpočet oceľovej pneumatiky je pre pneumatiky s jedným dezénom.
Pre vysoké zaťažovacie prúdy je možné použiť zväzky niekoľkých oceľových koľajníc. V tomto prípade sa obvod prierezu jedného pásu pneumatiky, ktorý je súčasťou balenia, vyberá za nasledujúcich podmienok:
• pre obojsmerné autobusy
• pre trojcestné autobusy
Pre zjednodušenie výpočtov môžete použiť diagram závislosti obvodu p prierezu zbernice od záťažového prúdu IN.