Шинопровод
В распределении электроэнергии шинопровод (также шина) представляет собой металлическую полосу или стержень, обычно размещаемый внутри распределительных устройств, щитовых плат и корпусов шинопроводов для локального распределения электроэнергии с высоким током. Они также используются для подключения высоковольтного оборудования на электрических распределительных станциях и низковольтного оборудования в аккумуляторных батареях. Как правило, они неизолированные и обладают достаточной жесткостью, чтобы поддерживаться на воздухе изолированными опорами. Эти характеристики обеспечивают достаточное охлаждение проводников и возможность подключения в различных точках без создания нового соединения.
Конструкция и размещение
Состав материала шинопровода и размер поперечного сечения определяют максимальный ток, который он может безопасно пропускать. Шинопроводы могут иметь площадь поперечного сечения всего 10 квадратных миллиметров (0,016 кв. дюйма), но на электрических подстанциях в качестве шинопроводов могут использоваться металлические трубы диаметром 50 мм (2,0 дюйма) (2000 квадратных миллиметров (3,1 кв. дюйма)) или более. На алюминиевых заводах используются очень большие шинопроводы для подачи энергии в десятки тысяч ампер к электрохимическим ячейкам, которые производят алюминий из расплавленных солей.
Шинопроводы изготавливаются различных форм, включая плоские полосы, сплошные стержни и прутки, и обычно состоят из меди, латуни или алюминия в виде сплошных или полых труб.[1] Некоторые из этих форм позволяют более эффективно отводить тепло из-за высокого отношения площади поверхности к площади поперечного сечения. Скин-эффект приводит к неэффективности шинопроводов переменного тока частотой 50-60 Гц, толщина которых превышает около 8 мм (0,31 дюйма), поэтому в приложениях с большим током преобладают полые или плоские формы. Полый участок также имеет более высокую жесткость, чем сплошной стержень с эквивалентной токопроводящей способностью, что обеспечивает больший пролет между опорами шинопровода в наружных электрических распределительных пунктах.
Шинопровод должен быть достаточно жестким, чтобы выдерживать собственный вес и силы, создаваемые механической вибрацией и, возможно, землетрясениями, а также скопившимися на открытом воздухе осадками. Кроме того, необходимо учитывать тепловое расширение в результате изменений температуры, вызванных омическим нагревом и колебаниями температуры окружающей среды, а также магнитные силы, вызванные большими токами. Для решения этих проблем были разработаны гибкие шинопроводы, обычно представляющие собой сэндвич из тонких проводящих слоев. Для их установки требуется каркас или шкаф.
Распределительные щиты разделяют электроснабжение на отдельные цепи в одном месте. Шинопроводы, или шинные каналы, представляют собой длинные шинопроводы с защитными крышками. Вместо того, чтобы отходить от основного источника питания в одном месте, они позволяют новым цепям отходить в любом месте вдоль шинопровода.
Шинопроводы могут либо опираться на изоляторы, либо быть обернуты изоляцией. Они защищены от случайного контакта либо металлическим заземленным корпусом, либо возвышением вне пределов обычной досягаемости.[2] Шинопроводы с силовой нейтралью также могут быть изолированы, поскольку не гарантируется, что потенциал между силовой нейтралью и защитным заземлением всегда равен нулю. Заземление (безопасное заземление) шинопроводы обычно оголены и крепятся болтами непосредственно к любому металлическому корпусу их корпуса. Они могут быть заключены в металлический корпус в виде шинного канала или шинопровода, шины с разделенной фазой или шины с изолированной фазой.
Шинопроводы могут соединяться друг с другом и с электрическим оборудованием болтами, зажимами или сваркой. Соединения между секциями сильноточных шин часто имеют точно обработанные соответствующие поверхности, которые посеребрены для уменьшения контактного сопротивления. При сверхвысоком напряжении (более 300 кВ) в наружных шинах коронный разряд вокруг соединений становится источником радиочастотных помех и потери мощности, поэтому используются специальные соединительные фитинги, рассчитанные на эти напряжения.