Jaotusseadmete siinikonstruktsioonid
Siinid on paljad, suhteliselt massiivsed ristkülikukujulise, ümara või profileeritud ristlõikega voolu juhtivad juhid. Suletud jaotusseadme ruumides tehakse siini moodustavate paljaste juhtmetega ka kõik harud siinidest ja ühendused seadmetega.
Särav on jaotusseadmete keskne ja kõige kriitilisem osa, kuna saavad elektrienergiat kõikidelt jaamageneraatoritelt (või alajaama trafodelt) ja kõik väljuvad liinid on nendega ühendatud.
Suletud jaotusseadmetes kuni 35 kV (kaasa arvatud) on siinid valmistatud ristkülikukujulistest alumiiniumribadest. Terasrehve kasutatakse väikese võimsusega elektripaigaldistes koormusvooludel, mis ei ületa 300-400 A.
Tuleb märkida, et ristkülikukujulised (lamedad) juhtmed on ökonoomsemad kui ümarad. Sama ristlõikepindalaga ristkülikukujulisel rehvil on suurem külgmine jahutuspind kui ümmargusel rehvil.
Jaotusruumis paigaldatakse rehvid spetsiaalsetele bussiraamidele või seadmete puuriraamidele. Siinid asetatakse kandvatele portselanist isolaatoritele servale või tasapinnale ja kinnitatakse siinihoidjatega.
Rehvide paigaldamiseks on palju erinevaid viise. Igal neist on oma eelised ja puudused.
Jahutustingimused on ribidega rehvidel paremad kui tühjade rehvide puhul. Esimesel juhul on soojusülekandetegur 10-15% kõrgem kui teisel ja seda võetakse arvesse lubatud voolukoormuse (PUE) määramisel. Kitsa küljega (ribiga) naabrite poole suunatud rehvidel on suurem mehaaniline stabiilsus.
Et rehvid saaksid temperatuuri tõstmisel oma väikest mustrit mööda liikuda, kinnitatakse rehv lõigu keskele tihedalt ja kauguses lõdvalt. Lisaks on pikkade busside jaoks paigaldatud kompensaatorid, mis võimaldavad temperatuuri laienemist. Kaks siini on omavahel ühendatud painduva õhukeste vask- või alumiiniumribade kimbu abil. Siiniliistude otsad ei ole tugevalt kinnitatud toetava isolaatori külge, vaid libisev kinnitus läbi pikisuunaliste ovaalsete aukude.
Temperatuuripingete kõrvaldamiseks ühendatakse siinid mõnel juhul fikseeritud seadmetega (klambritega), kasutades painduvaid pakette, mis on ehitatud jäikade siinide otstesse.
Suurimad kasutatavad üheribalised vasest ja alumiiniumist siini suurused on 120×10 mm.
Suure voolukoormuse jaoks (vasest siinide puhul üle 2650 A ja alumiiniumi puhul - 2070 A) kasutatakse mitmeribalisi siine - kahe või harvemini kolme ribaga pakette faasi kohta; pakendis olevate ribade vaheline normaalne kaugus on võrdne ühe riba paksusega (b).
Samast pakendist pärit ribade lähedus üksteisele põhjustab voolu ebaühtlase jaotumise nende vahel: suur koormus langeb pakendi otsaribadele ja vähem keskmistele. Näiteks kolmeribalises pakendis voolab välimistes ribades kumbki 40% ja keskel ainult 20% kogu faasivoolust. See nähtus, mis on analoogne ühe juhi koorumise nähtusega, muudab rohkem kui kolme vahelduvvoolu siini kasutamise ebapraktiliseks.
Kaherealistel bussidel lubatust ületavate töövoolude juures on enim soovitatav kasutada profiiliga (kanalitega) rehve, mis võimaldavad juhtivat materjali paremini ära kasutada ja saavutada kõrge mehaanilise tugevuse.
Elektripaigaldised kasutavad praegu paketti, mis koosneb kahest kanalist faasi kohta, mille kuju ja kp on ligikaudu õõnesruudus. Suurim kanali suurus seinaga 250 mm ja paksusega 12,5 mm koos kahe kanaliga paketis võimaldab edastada voolu 12 500 A vase ja 10 800 A alumiiniumi puhul.
Suletud jaotusseadme rehvid ja kõik siinid on värvitud identifitseerivates värvides emailvärvidega, mis võimaldab teeninduspersonalil hõlpsasti ära tunda teatud faaside ja vooluringidega ühendatud pingestatud osad.
Lisaks kaitseb värv rehve oksüdeerumise eest ja parandab soojusülekannet pinnalt. Lubatava voolu suurenemine siini värvist on vasest 15-17% ja alumiiniumist 25-28%.
Erinevate faasidega siinide puhul kasutatakse järgmisi värve: kolmefaasiline vool: faas A — kollane, faas B — roheline, faas C — punane; nullsiinid: maanduseta nulliga - valge, maandatud nulliga, samuti maandusjuhtmetega - must; Alalisvool: positiivne siin on punane, negatiivne on sinine.
Avatud jaotusseadmete siini saab teostada painduvate juhtmete või jäikade kummidega. Pingetel 35, 110 kV ja enam kasutatakse koroonapinge tõstmiseks ja koroonakadude vähendamiseks ainult ümarjuhtmeid.
Enamikus avatud jaotusseadmetes on siinid valmistatud keerdunud teras-alumiiniumjuhtmetest, mis on sama konstruktsiooniga kui elektriliinid.
Vasest siinijuhte kasutatakse ainult juhtudel, kui avatud jaotusseade asub soolase mere või keemiatehaste kalda lähedal (umbes 1,5 km), mille aktiivsed aurud ja kaasahaaramine võivad põhjustada alumiiniumjuhtmete kiiret korrosiooni. Mõnel juhul kasutatakse avatud jaotusseadmetes jäika teras- või alumiiniumtorudest siini, mis on kinnitatud tugiisolaatoritele.
Rehvide ja muude voolu juhtivate juhtide ristlõikeid saab arvutada töövoolude väärtuse ja lubatud temperatuuride põhjal küttetingimused.
Mis puudutab jaotusseadmetes kasutatavaid siinid, siis nende ristlõiked on standardiseeritud ja nende jaoks on koostatud lubatud pidevvoolukoormuste tabelid. Seetõttu pole praktikas vaja arvutada valemite järgi, vaid piisab valiku tegemisest tabelite järgi.
Arvutatakse ja kontrollitakse katseliselt lubatud pidevvoolu koormuste tabeleid paljastele siinidele ja juhtmetele; nende koostamisel eeldati, et ümbritseva õhu temperatuuril + 25 ° C on lubatud küttetemperatuur 70 ° C.
Sellised põhiliste juhtivate materjalide rehvide ja juhtmete standardsete ristlõigete tabelid ning teatud profiilid (ristkülikukujulised, torukujulised, kanalis, õõnesruudukujulised jne) on toodud PUE-s ja teatmeteostes.
Ristkülikukujuliste siinide puhul koostatakse tabelina toodud voolukoormused, kui need on paigaldatud servale; seetõttu tuleks tühjade rehvide korral koormust vähendada 5% kuni 60 mm turvise laiusega rehvide puhul ja 8% üle 60 mm rehvide puhul. Juhtudel, kui keskmine ümbritseva õhu temperatuur erineb standardsest (+ 25 ° C), tuleb tabelitest saadud lubatud rehvikoormused ümber arvutada järgmise ligikaudse valemi järgi:
kus IN on tabelitest võetud lubatud koormus.
Juhtmete ristlõiget tuleb kontrollida majandusliku voolutiheduse suhtes.
Juhtmete või busside majanduslikuks ristlõikeks qEC nimetatakse sellist ristlõiget, kus aastane kogukulu, mis on määratud kapitalikulude ja tegevuskuludega, osutub väikseimaks.
Juhtmete ja siinide ökonoomne ristlõige saadakse tavarežiimis maksimaalse koormusvoolu jagamisel elektrivoolu tihedusega:
Saadud ristlõige vastavalt majanduslikule seisukorrale ümardatakse lähima standardini ja kontrollitakse pikaajaliselt lubatud koormusvoolu suhtes.Tuleb tähele panna, et kõikide pingete RU siinid ei ole valitud majandusliku voolutiheduse järgi, sest suure vooluga ökonoomsed sektsioonid on kütteks valitud sektsioonidega võrdsed või väiksemad.
Lisaks kontrollitakse RU rehve termilist ja elektrodünaamilist stabiilsust lühise korral ning 110 kV ja kõrgemal ka koroona suhtes.
Seega peavad mis tahes otstarbega juhtmed vastama maksimaalse lubatud kütte nõuetele, võttes arvesse mitte ainult tavalisi, vaid ka avariirežiime.
Kui majanduslike ja pideva koormuse tingimustes määratud juhi ristlõige ei ole võrdne muude hädaolukordade jaoks vajaliku ristlõikega (termiline ja dünaamiline stabiilsus lühise ajal), siis tuleks eeldada, et suurem ristlõige vastab kõigile tingimused.
Samuti tuleb tähele panna, et suurte sektsioonidega rehvide paigaldamisel on vaja tagada väikseimad pinnaefektist ja lähedusefektist tulenevad lisakaod ning parimad jahutustingimused. Seda on võimalik saavutada pakendis olevate ribade arvu ja nende õige ruumilise ja vastastikuse paigutuse vähendamisega, pakendi ratsionaalse disainiga, profiilrehvide kasutamisega — renn, õõnes jne.
Terasrehvide kasutamisel toimub lubatud vooluväärtuse määramine veidi erineval viisil.
Terasrehvides toimub pinnaefekti tõttu voolu oluline nihe juhi pinnale, läbitungimissügavus ei ületa 1,5-1,8 mm.
Uuringud on näidanud, et vahelduvvoolu terassiinide lubatud koormus sõltub praktiliselt siini ristlõike perimeetrist, mitte selle ristlõike pindalast.
Nende uuringute põhjal võeti vahelduvvoolu terassiinide arvutamiseks kasutusele järgmine meetod:
1. Esmalt määrake siini koormusvool (siinil, mille üks külg ei ületa 300-400 A) ja leidke lineaarne voolutihedus:
kus In — koormusvool, A; p on rehvi ristlõike ümbermõõt, mm.
Lineaarne voolutihedus sõltub terassiini lubatud ülekuumenemistemperatuurist, mis on kõrgem kui ümbritseva õhu temperatuur. See sõltuvus on määratletud järgmise väljendiga:
Leiti, et terasrehvide poltliidete puhul ei tohiks Θ väärtus ületada 40 ° C ja keevisliidete puhul võib seda suurendada 55 ° C-ni.
Kui me võtame ümbritseva õhu temperatuuri v0 - 35 °, siis on poltühenduste lineaarne voolutihedus võrdne
ja keevisliidete jaoks
2. Nende andmete põhjal määrame rehvi ristlõike nõutava perimeetri väärtuse:
Rehvide perimeetril saate rehvikomplekti omades hõlpsasti valida standardsete terasribade vajaliku suuruse, jälgides seisukorda
kus h on rehvi kõrgus, mm; b — rehvi paksus, mm.
Ülaltoodud terasrehvide arvutus on ühe turvisega rehvide jaoks.
Suure koormusvoolu korral võib kasutada mitme terasrööpa kimpe. Sel juhul valitakse pakendis oleva rehvi ühe riba ristlõike ümbermõõt järgmistel tingimustel:
• kahesuunalistele bussidele
• kolmesuunalistele bussidele
Arvutuste lihtsustamiseks võite kasutada siini ristlõike perimeetri p sõltuvuse diagrammi koormusvoolust IN.