Как рассчитать медную шину по нагрузке
Расчет для медных шин по току
Расчет сечения медной шины по длительно допустимым токам нужно проводить в соответствии с главой 1.3 «Правил устройства электроустановок» выпущенных Министерством Энергетики СССР в 1987 году. То есть те самые ПУЭ 1.3.24, знакомые всем электрикам » При выборе шин больших сечений необходимо выбирать наиболее экономичные по условиям пропускной способности конструктивные решения, обеспечивающие наименьшие добавочные потери от поверхностного эффекта и эффекта близости и наилучшие условия охлаждения (уменьшение количества полос в пакете, рациональная конструкция пакета, применение профильных шин и т. п.).». На основании их выбираются допустимые длительные токи для неизолированных проводов и шин. Кроме того, часто в среде электротехники можно услышать, что это пропускная способность по току медной полосы. Предельно допустимые длительные токи для медных шин прямоугольного сечения ПУЭ 1.3.31 для постоянного и переменного тока при подключении 1 полосы на фазу собраны в нижеследующей таблице токов медных шин:
Пропускная способность медной шины
Сечение шины, мм | Постоянный ток, А | Переменный ток, А |
---|---|---|
Допустимый ток шина медная 15×3 | 210 | 210 |
Допустимый ток шина медная 20×3 | 275 | 275 |
Допустимый ток шина медная 25×3 | 340 | 340 |
Допустимый ток шина медная 30×4 | 475 | 475 |
Допустимый ток шина медная 40×4 | 625 | 625 |
Допустимый ток шина медная 40×5 | 705 | 700 |
Допустимый ток шина медная 50×5 | 870 | 860 |
Допустимый ток шина медная 50×6 | 960 | 955 |
Допустимый ток шина медная 60×6 | 1145 | 1125 |
Допустимый ток шина медная 60×8 | 1345 | 1320 |
Допустимый ток шина медная 60×10 | 1525 | 1475 |
Допустимый ток шина медная 80×6 | 1510 | 1480 |
Допустимый ток шина медная 80×8 | 1755 | 1690 |
Допустимый ток шина медная 80×10 | 1990 | 1900 |
Допустимый ток шина медная 100×6 | 1875 | 1810 |
Допустимый ток шина медная 100×8 | 2180 | 2080 |
Допустимый ток шина медная 100×10 | 2470 | 2310 |
Допустимый ток шина медная 120×8 | 2600 | 2400 |
Допустимый ток шина медная 120×10 | 2950 | 2650 |
Купить электротехнические медные и алюминиевые шины можно в нашей компании со склада и под заказ:
Расчет теоретического веса электротехнических шин:
В Невской Алюминиевой Компании Вы можете купить алюминий со склада в Петербурге или заказать доставку по России.
Cклад Невской Алюминиевой Компании расположен по адресу Лиговский пр. д. 266, недалеко от станции метро «Московские Ворота», рядом грузовая магистраль — Витебский проспект, выезды на ЗСД и КАД.
Документы на погрузку выдаются на месте.
Как рассчитать сечение кабеля, таблица сечения по мощности
Особенности и применение медных шин
Для производства электротехнических шин используются полосы меди высшей степени очистки от примесей. Также для изготовления продукции применяются проводники с круглым сечением, переплетенные между собой. Основное применение шин – производство комплектующих для электрооборудования и изготовление электротехнических деталей.
Пользуются спросом следующие виды медных шин:
- бескислородные изделия практически не содержат посторонних примесей, хорошо выдерживают воздействие температуры, свариваются и поддаются пайке;
- шины М1 и М2 содержат кислород, отличаются высокой износостойкостью и длительным сроком эксплуатации;
- твердые шины ШМТ изготавливаются из стандартного медного сплава, применяются при монтаже прочного и надежного шинопровода;
- мягкие шины ШММ используются в различных сферах деятельности, включая металлургию и авиастроение.
Кроме указанных сортов материала, на рынке пользуются спросом и другие виды электротехнических медных шин. Универсальная в использовании продукция не подвергается коррозии и окислению, хорошо обрабатывается, обладает конструктивной универсальностью.
Особенности подбора медных шин
Визуально электротехническая шина из меди имеет форму бруска с сечением в виде прямоугольника. Можно сравнить изделие с листом металла увеличенной длины и толщины. Стандартные размеры ширины бруска составляют от 8 до 250 мм. Минимальная и максимальная толщина равняется 1,2 и 80 мм соответственно.
При выборе электротехнических шин из медных сплавов учитываются следующие критерии:
- условия эксплуатации продукции, в зависимости от предельной нагрузки по току выбираются изделия с разными соотношениями толщины и ширины;
- поставка продукции осуществляется в бухтах и отрезках, прессованном и тянутом состоянии. Выбор по данным параметрам осуществляется покупателем на основании собственных предпочтений и особенностей монтажа;
- максимально допустимая температура нагрева медного шинопровода составляет 70 градусов. При выборе толщины изделия следует учитывать этот показатель, а также температуру окружающей среды. В таблице допустимых нагрузок приведены данные из расчета температуры воздуха в 25 градусов;
- при наличии финансовых возможностей, лучше выбирать шинопроводы с запасом по токовой нагрузке, с целью избежать выхода изделий из строя при скачках напряжения и коротких замыканиях.
Надежность в эксплуатации медных шин, выполненных в соответствии с требованиями нормативных документов, подтверждена на практике. Качественный материал без посторонних примесей полностью соответствует заявленным характеристикам.
Токовые нагрузки, установленные в действующих нормативных документах по использованию кабелей и проводов в электрических сетях, указаны в таблицах 1 — 11. Указанные значения токов приведены для температур окружающего воздуха +25 °С и земли +15 °С для усредненных условий прокладки. В случае необходимости выбора конкретной токовой нагрузки для конкретного типа кабеля или провода и конкретных условий прокладки, необходимо руководствоваться методиками, указанными в стандартах и правилах.
Таблица 1. Допустимый длительный ток для проводов с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с медными жилами, А
Сечение токопроводящей жилы, мм2
Для проводов, проложенных | ||||||
открыто | в одной трубе | |||||
двух одножильных | трех одножильных | четырех одножильных | одного двухжильного | одного трехжильного | ||
0,5 | 11 | — | — | — | — | — |
0,75 | 15 | — | — | — | — | — |
1 | 17 | 16 | 15 | 14 | 15 | 14 |
1,5 | 23 | 19 | 17 | 16 | 18 | 15 |
2,5 | 30 | 27 | 25 | 25 | 25 | 21 |
4 | 41 | 38 | 35 | 30 | 32 | 27 |
6 | 50 | 46 | 42 | 40 | 40 | 34 |
10 | 80 | 70 | 60 | 50 | 55 | 50 |
16 | 100 | 85 | 80 | 75 | 80 | 70 |
25 | 140 | 115 | 100 | 90 | 100 | 85 |
35 | 170 | 135 | 125 | 115 | 125 | 100 |
50 | 215 | 185 | 170 | 150 | 160 | 135 |
70 | 270 | 225 | 210 | 185 | 195 | 175 |
95 | 330 | 275 | 255 | 225 | 245 | 215 |
120 | 385 | 315 | 290 | 260 | 295 | 250 |
Таблица 2. Допустимый длительный ток для проводов с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с алюминиевыми жилами, А
Сечение токопроводящей жилы, мм2 | Для проводов, проложенных | |||||
открыто | в одной трубе | |||||
двух одножильных | трех одножильных | четырех одножильных | одного двухжильного | одного трехжильного | ||
2,5 | 24 | 20 | 19 | 19 | 19 | 16 |
4 | 32 | 28 | 28 | 23 | 25 | 21 |
10 | 60 | 50 | 47 | 39 | 42 | 38 |
16 | 75 | 60 | 60 | 55 | 60 | 55 |
25 | 105 | 85 | 80 | 70 | 75 | 65 |
35 | 130 | 100 | 95 | 85 | 95 | 75 |
50 | 165 | 140 | 130 | 120 | 125 | 105 |
70 | 210 | 175 | 165 | 140 | 150 | 135 |
95 | 255 | 215 | 200 | 175 | 190 | 165 |
120 | 295 | 245 | 220 | 200 | 230 | 190 |
Таблица 3. Длительно допустимый ток для гибких кабелей и проводов с резиновой изоляцией, А
Сечение токопроводящей жилы, мм2 | Одножильные | Двухжильные | Трехжильные |
0,5 | — | 12 | — |
0,75 | — | 16 | 14 |
1,0 | — | 18 | 16 |
1,5 | — | 23 | 20 |
2,5 | 40 | 33 | 28 |
4 | 50 | 43 | 36 |
6 | 65 | 55 | 45 |
10 | 90 | 75 | 60 |
16 | 120 | 95 | 80 |
25 | 160 | 125 | 105 |
35 | 190 | 150 | 130 |
50 | 235 | 185 | 160 |
70 | 290 | 235 | 200 |
Таблица 4. Допустимый длительный ток для проводов с медными жилами с резиновой изоляцией для электрифицированного транспорта 1, 3 и 4 кВ, А
Сечение токопроводящей жилы, мм2 | Ток | Сечение токопроводящей жилы, мм2 | Ток | Сечение токопроводящей жилы, мм2 | Ток |
1 | 20 | 16 | 115 | 120 | 390 |
1,5 | 25 | 25 | 150 | 150 | 445 |
2,5 | 40 | 35 | 185 | 185 | 505 |
4 | 50 | 50 | 230 | 240 | 590 |
6 | 65 | 70 | 285 | 300 | 670 |
10 | 90 | 95 | 340 | 350 | 745 |
Таблица 5. Допустимый длительный ток для кабелей с медными жилами с бумажной пропитанной изоляцией на низкое напряжение в свинцовой оболочке, прокладываемых в земле, А
Сечение токопроводящей жилы, мм2 | Для кабелей | |||||
одножильных до 1 кВ | двухжильных до 1 кВ | трехжильных напряжением, кВ | четырехжильных до 1 кВ | |||
доЗ | 6 | 10 | ||||
6 | — | 80 | 70 | — | — | — |
10 | 140 | 105 | 95 | 80 | — | 85 |
16 | 175 | 140 | 120 | 105 | 95 | 115 |
25 | 235 | 185 | 160 | 135 | 120 | 150 |
35 | 285 | 225 | 190 | 160 | 150 | 175 |
50 | 360 | 270 | 235 | 200 | 180 | 215 |
70 | 440 | 325 | 285 | 245 | 215 | 265 |
95 | 520 | 380 | 340 | 295 | 265 | 310 |
120 | 595 | 435 | 390 | 340 | 310 | 350 |
150 | 675 | 500 | 435 | 390 | 355 | 395 |
185 | 755 | — | 490 | 440 | 400 | 450 |
240 | 880 | — | 570 | 510 | 460 | — |
300 | 1000 | — | — | — | — | — |
400 | 1220 | — | — | — | — | — |
500 | 1400 | — | — | — | — | — |
625 | 1520 | — | — | — | — | — |
800 | 1700 | — | — | — | — | — |
Таблица 6. Допустимый длительный ток для кабелей с медными жилами с бумажной пропитанной изоляцией на низкое напряжение в свинцовой оболочке, прокладываемой в воздухе, А
Сечение токопроводящей жилы, мм2 | Для кабелей | |||||
одножильных до 1 кВ | двухжильных до 1 кВ | трехжильных напряжением, кВ | четырехжильных до 1 кВ | |||
до 3 | 6 | 10 | ||||
6 | — | 55 | 45 | — | — | — |
10 | 95 | 75 | 60 | 55 | — | 60 |
16 | 120 | 95 | 80 | 65 | 60 | 80 |
25 | 160 | 130 | 105 | 90 | 85 | 100 |
35 | 200 | 150 | 125 | 110 | 105 | 120 |
50 | 245 | 185 | 155 | 145 | 135 | 145 |
70 | 305 | 225 | 200 | 175 | 165 | 185 |
95 | 360 | 275 | 245 | 215 | 200 | 215 |
120 | 415 | 320 | 285 | 250 | 240 | 260 |
150 | 470 | 375 | 330 | 290 | 270 | 300 |
185 | 525 | — | 375 | 325 | 305 | 340 |
240 | 610 | — | 430 | 375 | 350 | — |
300 | 720 | — | — | — | — | — |
400 | 880 | — | — | — | — | — |
500 | 1020 | — | — | — | — | — |
625 | 1180 | — | — | — | — | — |
800 | 1400 | — | — | — | — | — |
Таблица 7. Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами с бумажной пропитанной изоляцией на низкое напряжение в свинцовой оболочке, прокладываемых в земле, А
Сечение токопроводящей жилы, мм2 | Для кабелей | |||||
одножильных до 1 кВ | двухжильных до 1 кВ | трехжильных напряжением, кВ | четырехжильных до 1 кВ | |||
до 3 | 6 | 10 | ||||
6 | — | 60 | 55 | — | — | — |
10 | 110 | 80 | 75 | 60 | — | 65 |
16 | 135 | 110 | 90 | 80 | 75 | 90 |
25 | 180 | 140 | 125 | 105 | 90 | 115 |
35 | 220 | 175 | 145 | 125 | 115 | 135 |
50 | 275 | 210 | 180 | 155 | 140 | 165 |
70 | 340 | 250 | 220 | 190 | 165 | 200 |
95 | 400 | 290 | 260 | 225 | 205 | 240 |
120 | 460 | 335 | 300 | 260 | 240 | 270 |
150 | 520 | 385 | 335 | 300 | 275 | 305 |
185 | 580 | — | 380 | 340 | 310 | 345 |
240 | 675 | — | 440 | 390 | 355 | — |
300 | 770 | — | — | — | — | — |
400 | 940 | — | — | — | — | — |
500 | 1080 | — | — | — | — | — |
625 | 1170 | — | — | — | — | — |
800 | 1310 | — | — | — | — | — |
Таблица 8. Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами с бумажной пропитанной изоляцией на низкое напряжение в свинцовой оболочке, прокладываемых в воздухе, А
Сечение токопроводящеи жилы, мм2 | Для кабелей | |||||
одножильных до 1 кВ | двухжильных до 1 кВ | трехжильных напряжением, кВ | четырехжильных до 1 кВ | |||
до З | 6 | 10 | ||||
6 | — | 42 | 35 | — | — | — |
10 | 75 | 55 | 46 | 42 | — | 45 |
16 | 90 | 75 | 60 | 50 | 46 | 60 |
25 | 125 | 100 | 80 | 70 | 65 | 75 |
35 | 155 | 115 | 95 | 85 | 80 | 95 |
50 | 190 | 140 | 120 | 110 | 105 | 110 |
70 | 235 | 175 | 155 | 135 | 130 | 140 |
95 | 275 | 210 | 190 | 165 | 155 | 165 |
120 | 320 | 245 | 220 | 190 | 185 | 200 |
150 | 360 | 290 | 255 | 225 | 210 | 230 |
185 | 405 | — | 290 | 250 | 235 | 260 |
240 | 470 | — | 330 | 290 | 270 | — |
300 | 555 | — | — | — | — | — |
400 | 675 | — | — | — | — | — |
500 | 785 | — | — | — | — | — |
625 | 910 | — | — | — | — | — |
800 | 1080 | — | — | — | — | — |
Таблица 9. Допустимый длительный ток для кабелей с медными жилами с пластмассовой изоляцией на напряжение до 3 кВ, А
Номинальное сечение жилы, мм2 | Одножильных | Двухжильных | Трехжильных | |||
на воздухе | в земле | на воздухе | в земле | на воздухе | в земле | |
1,5 | 29 | 32 | 24 | 33 | 21 | 28 |
2,5 | 40 | 42 | 33 | 44 | 28 | 37 |
4 | 53 | 54 | 44 | 56 | 37 | 48 |
6 | 67 | 67 | 56 | 71 | 49 | 58 |
10 | 91 | 89 | 75 | 94 | 66 | 77 |
16 | 121 | 116 | 101 | 123 | 87 | 100 |
25 | 160 | 148 | 134 | 157 | 115 | 130 |
35 | 197 | 178 | 166 | 190 | 141 | 158 |
50 | 247 | 217 | 208 | 230 | 177 | 192 |
70 | 318 | 265 | — | — | 226 | 237 |
95 | 386 | 314 | — | — | 274 | 280 |
120 | 450 | 358 | — | — | 321 | 321 |
150 | 521 | 406 | — | — | 370 | 363 |
185 | 594 | 455 | — | — | 421 | 406 |
240 | 704 | 525 | — | — | 499 | 468 |
Таблица 10. Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами с пластмассовой изоляцией на напряжение до 3 кВ, А
Номинальное сечение жилы, мм2 | Одножильных | Двухжильных | Трехжильных | |||
на воздухе | в земле | на воздухе | в земле | на воздухе | в земле | |
2,5 | 30 | 32 | 25 | 33 | 21 | 28 |
4 | 40 | 41 | 34 | 43 | 29 | 37 |
6 | 51 | 52 | 43 | 54 | 37 | 44 |
10 | 69 | 68 | 58 | 72 | 50 | 59 |
16 | 93 | 83 | 77 | 94 | 67 | 77 |
25 | 122 | 113 | 103 | 120 | 88 | 100 |
35 | 151 | 136 | 127 | 145 | 109 | 121 |
50 | 189 | 166 | 159 | 176 | 136 | 147 |
70 | 233 | 200 | — | — | 167 | 178 |
95 | 284 | 237 | — | — | 204 | 212 |
120 | 330 | 269 | — | — | 236 | 241 |
150 | 380 | 305 | — | — | 273 | 274 |
185 | 436 | 343 | — | — | 313 | 308 |
240 | 515 | 396 | — | — | 369 | 355 |
Таблица 11. Допустимый длительный ток для кабелей с пластмассовой изоляцией на напряжение 6 кВ, А
Номинальное сечение жилы, мм2 | С алюминиевой жилой | С медной жилой | ||
на воздухе | в земле | на воздухе | в земле | |
10 | 50 | 55 | 65 | 70 |
16 | 65 | 70 | 85 | 92 |
25 | 85 | 90 | 110 | 122 |
5 | 105 | 110 | 135 | 147 |
50 | 125 | 130 | 165 | 175 |
70 | 155 | 160 | 210 | 215 |
95 | 190 | 195 | 255 | 260 |
120 | 220 | 220 | 300 | 295 |
150 | 250 | 250 | 335 | 335 |
185 | 290 | 285 | 285 | 380 |
240 | 345 | 335 | 460 | 445 |
Допустимый длительный ток для шин прямоугольного сечения
Медные шины Алюминиевые шины Стальные шины Ток, А, при количестве полос на полюс или фазу Размеры, мм Ток , А 1 2 3 4 1 2 3 4 15х3 210 — — — 165 — — — 16х2,5 55/70 20х3 275 — — — 215 — — — 20х2,5 60/90 25х3 340 — — — 265 — — — 25х2,5 75/110 30х4 475 — — — 365/370 — — — 20х3 65/100 40х4 625 -/1090 — — 480 -/855 — — 25х3 80/120 40х5 700/705 -/1250 — — 540/545 -/965 — — 30х3 95/140 50х5 860/870 -/1525 -/1895 — 665/670 -/1180 -/1470 — 40х3 125/190 50х6 955/960 -/1700 -/2145 — 740/745 -/1315 -/1655 — 50х3 155/230 60х6 1125/1145 1740/1990 2240/2495 — 870/880 1350/1555 1720/1940 — 60х3 185/280 80х6 1480/1510 2110/2630 2720/3220 — 1150/1170 1630/2055 2100/2460 — 70х3 215/320 100х6 1810/1875 2470/3245 3170/3940 — 1425/1455 1935/2515 2500/3040 — 75х3 230/345 60х8 1320/1345 2160/2485 2790/3020 — 1025/1040 1680/1840 2180/2330 — 80х3 245/365 80х8 1690/1755 2620/3095 3370/3850 — 1320/1355 2040/2400 2620/2975 — 90х3 275/410 100х8 2080/2180 3060/3810 3930/4690 — 1625/1690 2390/2945 3050/3620 — 100х3 305/460 120х8 2400/2600 3400/4400 4340/5600 — 1900/2040 2650/3350 3380/4250 — 20х4 70/115 60х10 1475/1525 2560/2725 3300/3530 — 1155/1180 2010/2110 2650/2720 — 22х4 75/125 80х10 1900/1990 3100/3510 3990/4450 — 1480/1540 2410/2735 3100/3440 — 25х4 85/140 100х10 2310/2470 3610/4325 4650/5385 5300/6060 1820/1910 2860/3350 3650/4160 4150/4400 30х4 100/165 120х10 2650/2950 4100/5000 5200/6250 5900/6800 2070/2300 3200/3900 4100/4860 4650/5200 40х4 130/220 50х4 165/270 60х4 195/325 70х4 225/375 80х4 260/430 90х4 290/480 100х4 325/535
Достоинства медных шин
Медные электротехнические шины по стоимости дороже алюминиевых аналогов, но выигрывают по основным техническим характеристикам. Приобретение шинопроводов из меди выгодно по следующим причинам:
- за счет высокой теплопроводности медная шина выдержит существенно большую нагрузку по току по сравнению с алюминиевыми аналогами;
- при передаче энергии потери на медном шинопроводе сводятся к минимуму;
- эластичность, устойчивость к растяжению и другим механическим нагрузкам без потери технических характеристик – важное достоинство продукции;
- за счет устойчивости к воздействию перепадов температуры и влажности, способности выдерживать большое напряжение, медная шина является экономически более выгодным приобретением, чем алюминиевый аналог.
Объективные достоинства продукции позволяют собирать на основе медных электротехнических шин распределительные установки с компактными габаритами. Использование подобных изделий становится все более востребованным и актуальным.
Допустимые нагрузки по току на медные шины
При выборе шинопровода покупателю не требуется рассчитывать параметры изделия. Достаточно знать максимально допустимый ток в системе, постоянный или переменный. ПО приведенной ниже таблице можно подобрать подходящее сечение электротехнической шины и купить продукцию в необходимом объеме.
Сечение шинопровода | Постоянный ток, А | Переменный ток, А |
Медная электротехническая шина 15×3 | 210 | 210 |
Медная электротехническая шина 20×3 | 275 | 275 |
Медная электротехническая шина 25×3 | 340 | 340 |
Медная электротехническая шина 30×4 | 475 | 475 |
Медная электротехническая шина 40×4 | 625 | 625 |
Медная электротехническая шина 40×5 | 705 | 700 |
Медная электротехническая шина 50×5 | 870 | 860 |
Медная электротехническая шина 50×6 | 960 | 955 |
Медная электротехническая шина 60×6 | 1145 | 1125 |
Медная электротехническая шина 60×8 | 1345 | 1320 |
Медная электротехническая шина 60×10 | 1525 | 1475 |
Медная электротехническая шина 80×6 | 1510 | 1480 |
Медная электротехническая шина 80×8 | 1755 | 1690 |
Медная электротехническая шина 80×10 | 1990 | 1900 |
Медная электротехническая шина 100×6 | 1875 | 1810 |
Медная электротехническая шина 100×8 | 2180 | 2080 |
Медная электротехническая шина 100×10 | 2470 | 2310 |
Медная электротехническая шина 120×8 | 2600 | 2400 |
Медная электротехническая шина 120×10 | 2950 | 2650 |
Компания НТЦМ предлагает купить электротехнические медные шины в большом ассортименте. На складе предприятия представлена продукция в различных типоразмерах. Отличные технические характеристики, конкурентоспособная стоимость, сжатые сроки доставки изделий в любой регион страны – основные преимущества заказа электротехнических шинопроводов в НТЦМ.
ПУЭ 7. Правила устройства электроустановок. Издание 7
1.3.22. Допустимые длительные токи для неизолированных проводов и окрашенных шин приведены в табл.
1.3.29-1.3.35. Они приняты из расчета допустимой температуры их нагрева +70 °С при температуре воздуха +25 °С.
Для полых алюминиевых проводов марок ПА500 и ПА600 допустимый длительный ток следует принимать:
Марка провода | ПА500 | Па6000 |
Ток, А | 1340 | 1680 |
1.3.23. При расположении шин прямоугольного сечения плашмя токи, приведенные в табл. 1.3.33, должны быть уменьшены на 5% для шин с шириной полос до 60 мм и на 8% для шин с шириной полос более 60 мм.
1.3.24. При выборе шин больших сечений необходимо выбирать наиболее экономичные по условиям пропускной способности конструктивные решения, обеспечивающие наименьшие добавочные потери от поверхностного эффекта и эффекта близости и наилучшие условия охлаждения (уменьшение количества полос в пакете, рациональная конструкция пакета, применение профильных шин и т.п.).
Таблица 1.3.29. Допустимый длительный ток для неизолированных проводов по ГОСТ 839-80
Номинальное сечение, мм2 | Сечение (алюминий/сталь), мм2 | Ток, А, для проводов марок | |||||
АС, АСКС, АСК, АСКП | М | А и АКП | М | А и АКП | |||
вне помещений | внутри помещений | вне помещений | внутри помещений | ||||
10 | 10/1,8 | 84 | 53 | 95 | – | 60 | – |
16 | 16/2,7 | 111 | 79 | 133 | 105 | 102 | 75 |
25 | 25/4,2 | 142 | 109 | 183 | 136 | 137 | 106 |
35 | 35/6,2 | 175 | 135 | 223 | 170 | 173 | 130 |
50 | 50/8 | 210 | 165 | 275 | 215 | 219 | 165 |
70 | 70/11 | 265 | 210 | 337 | 265 | 268 | 210 |
95 | 95/16 | 330 | 260 | 422 | 320 | 341 | 255 |
120/19 | 390 | 313 | 485 | 375 | 395 | 300 | |
120/27 | 375 | – | |||||
150/19 | 450 | 365 | 570 | 440 | 465 | 355 | |
120 | 150/24 | 450 | 365 | ||||
150 | 150/34 | 450 | – | ||||
185 | 185/24 | 520 | 430 | 650 | 500 | 540 | 410 |
185/29 | 510 | 425 | |||||
185/43 | 515 | – | |||||
240 | 240/32 | 605 | 505 | 760 | 590 | 685 | 490 |
240/39 | 610 | 505 | |||||
240/56 | 610 | – | |||||
300 | 300/39 | 710 | 600 | 880 | 680 | 740 | 570 |
300/48 | 690 | 585 | |||||
300/66 | 680 | – | |||||
330 | 330/27 | 730 | – | – | – | – | – |
400 | 400/22 | 830 | 713 | 1050 | 815 | 895 | 690 |
400/51 | 825 | 705 | |||||
400/64 | 860 | – | |||||
500 | 500/27 | 960 | 830 | – | 980 | – | 820 |
500/64 | 945 | 815 | |||||
600 | 600/72 | 1050 | 920 | – | 1100 | – | 955 |
700 | 700/86 | 1180 | 1040 | – | – | – | – |
Таблица 1.3.30. Допустимый длительный ток для шин круглого и трубчатого сечений
Диаметр, мм | Круглые шины | Медные трубы | Алюминиевые трубы | Стальные трубы | |||||||
Ток *, А | Внутренний и наружный диаметры, мм | Ток, А | Внутренний и наружный диаметры, мм | Ток, А | Условный проход, мм | Толщина стенки, мм | Наружный диаметр, мм | Переменный ток, А | |||
медные | алюминиевые | без разреза | с продольным разрезом | ||||||||
6 | 155/155 | 120/120 | 12/15 | 340 | 13/16 | 295 | 8 | 2,8 | 13,5 | 75 | – |
7 | 195/195 | 150/150 | 14/18 | 460 | 17/20 | 345 | 10 | 2,8 | 17,0 | 90 | – |
8 | 235/235 | 180/180 | 16/20 | 505 | 18/22 | 425 | 15 | 3,2 | 21.3 | 118 | – |
10 | 320/320 | 245/245 | 18/22 | 555 | 27/30 | 500 | 20 | 3,2 | 26,8 | 145 | – |
12 | 415/415 | 320/320 | 20/24 | 600 | 26/30 | 575 | 25 | 4,0 | 33,5 | 180 | – |
14 | 505/505 | 390/390 | 22/26 | 650 | 25/30 | 640 | 32 | 4,0 | 42,3 | 220 | – |
15 | 565/565 | 435/435 | 25/30 | 830 | 36/40 | 765 | 40 | 4,0 | 48,0 | 255 | – |
16 | 610/615 | 475/475 | 29/34 | 925 | 35/40 | 850 | 50 | 4,5 | 60,0 | 320 | – |
18 | 720/725 | 560/560 | 35/40 | 1100 | 40/45 | 935 | 65 | 4,5 | 75,5 | 390 | – |
19 | 780/785 | 605/610 | 40/45 | 1200 | 45/50 | 1040 | 80 | 4,5 | 88,5 | 455 | – |
20 | 835/840 | 650/655 | 45/50 | 1330 | 50/55 | 1150 | 100 | 5,0 | 114 | 670 | 770 |
21 | 900/905 | 695/700 | 49/55 | 1580 | 54/60 | 1340 | 125 | 5,5 | 140 | 800 | 890 |
22 | 955/965 | 740/745 | 53/60 | 1860 | 64/70 | 1545 | 150 | 5,5 | 165 | 900 | 1000 |
25 | 1140/1165 | 885/900 | 62/70 | 2295 | 74/80 | 1770 | – | – | – | – | – |
27 | 1270/1290 | 980/1000 | 72/80 | 2610 | 72/80 | 2035 | – | – | – | – | – |
28 | 1325/1360 | 1025/1050 | 75/85 | 3070 | 75/85 | 2400 | – | – | – | – | – |
30 | 1450/1490 | 1120/1155 | 90/95 | 2460 | 90/95 | 1925 | – | – | – | – | – |
35 | 1770/1865 | 1370/1450 | 95/100 | 3060 | 90/100 | 2840 | – | – | – | – | – |
38 | 1960/2100 | 1510/1620 | – | – | – | – | – | – | – | – | – |
40 | 2080/2260 | 1610/1750 | – | – | – | – | – | – | – | – | – |
42 | 2200/2430 | 1700/1870 | – | – | – | – | – | – | – | – | – |
45 | 2380/2670 | 1850/2060 | – | – | – | – | – | – | – | – | – |
* В числителе приведены нагрузки при переменном токе, в знаменателе — при постоянном.
Таблица 1.3.31. Допустимый длительный ток для шин прямоугольного сечения
Размеры, мм | Медные шины | Алюминиевые шины | Стальные шины | |||||||
Ток *, А, при количестве полос на полюс или фазу | Размеры, мм | Ток *, А | ||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 1 | 2 | 3 | 4 | |||
15х3 | 210 | – | – | – | 165 | – | – | – | 16х2,5 | 55/70 |
20х3 | 275 | – | – | – | 215 | – | – | – | 20х2,5 | 60/90 |
25х3 | 340 | – | – | – | 265 | – | – | – | 25х2,5 | 75/110 |
30х4 | 475 | – | – | – | 365/370 | – | – | – | 20х3 | 65/100 |
40х4 | 625 | –/1090 | – | – | 480 | –/855 | – | – | 25х3 | 80/120 |
40х5 | 700/705 | –/1250 | – | – | 540/545 | –/965 | – | – | 30х3 | 95/140 |
50х5 | 860/870 | –/1525 | –/1895 | – | 665/670 | –/1180 | –/1470 | – | 40х3 | 125/190 |
50х6 | 955/960 | –/1700 | –/2145 | – | 740/745 | –/1315 | –/1655 | – | 50х3 | 155/230 |
60х6 | 1125/1145 | 1740/1990 | 2240/2495 | – | 870/880 | 1350/1555 | 1720/1940 | – | 60х3 | 185/280 |
80х6 | 1480/1510 | 2110/2630 | 2720/3220 | – | 1150/1170 | 1630/2055 | 2100/2460 | – | 70х3 | 215/320 |
100х6 | 1810/1875 | 2470/3245 | 3170/3940 | – | 1425/1455 | 1935/2515 | 2500/3040 | – | 75х3 | 230/345 |
60х8 | 1320/1345 | 2160/2485 | 2790/3020 | – | 1025/1040 | 1680/1840 | 2180/2330 | – | 80х3 | 245/365 |
80х8 | 1690/1755 | 2620/3095 | 3370/3850 | – | 1320/1355 | 2040/2400 | 2620/2975 | – | 90х3 | 275/410 |
100х8 | 2080/2180 | 3060/3810 | 3930/4690 | – | 1625/1690 | 2390/2945 | 3050/3620 | – | 100х3 | 305/460 |
120х8 | 2400/2600 | 3400/4400 | 4340/5600 | – | 1900/2040 | 2650/3350 | 3380/4250 | – | 20х4 | 70/115 |
60х10 | 1475/1525 | 2560/2725 | 3300/3530 | – | 1155/1180 | 2010/2110 | 2650/2720 | – | 22х4 | 75/125 |
80х10 | 1900/1990 | 3100/3510 | 3990/4450 | – | 1480/1540 | 2410/2735 | 3100/3440 | – | 25х4 | 85/140 |
100х10 | 2310/2470 | 3610/4325 | 4650/5385 | 5300/6060 | 1820/1910 | 2860/3350 | 3650/4160 | 4150/4400 | 30х4 | 100/165 |
120х10 | 2650/2950 | 4100/5000 | 5200/6250 | 5900/6800 | 2070/2300 | 3200/3900 | 4100/4860 | 4650/5200 | 40х4 | 130/220 |
50х4 | 165/270 | |||||||||
60х4 | 195/325 | |||||||||
70х4 | 225/375 | |||||||||
80х4 | 260/430 | |||||||||
90х4 | 290/480 | |||||||||
100х4 | 325/535 |
* В числителе приведены значения переменного тока, в знаменателе — постоянного.
Таблица 1.3.32. Допустимый длительный ток для неизолированных бронзовых и сталебронзовых проводов
Провод | Марка провода | Ток *, А |
Бронзовый | Б-50 | 215 |
Б-70 | 265 | |
Б-95 | 330 | |
Б-120 | 380 | |
Б-150 | 430 | |
Б-185 | 500 | |
Б-240 | 600 | |
Б-300 | 700 | |
Сталебронзовый | БС-185 | 515 |
БС-240 | 640 | |
БС-300 | 750 | |
БС-400 | 890 | |
БС-500 | 980 |
* Токи даны для бронзы с удельным сопротивлением ρ20=0,03 Ом•мм2/м.
Таблица 1.3.33. Допустимый длительный ток для неизолированных стальных проводов
Марка провода | Ток, А | Марка провода | Ток, А |
ПСО-3 | 23 | ПС-25 | 60 |
ПСО-3,5 | 26 | ПС-35 | 75 |
ПСО-4 | 30 | ПС-50 | 90 |
ПСО-5 | 35 | ПС-70 | 125 |
ПС-95 | 135 |
Таблица 1.3.34. Допустимый длительный ток для четырехполосных шин с расположением полос но сторонам квадрата («полый пакет»)
Размеры, мм | Поперечное сечение четырехполосной шины, мм2 | Ток, А, на пакет шин | ||||
h | b | h1 | H | медных | алюминиевых | |
80 | 8 | 140 | 157 | 2560 | 5750 | 4550 |
80 | 10 | 144 | 160 | 3200 | 6400 | 5100 |
100 | 8 | 160 | 185 | 3200 | 7000 | 5550 |
100 | 10 | 164 | 188 | 4000 | 7700 | 6200 |
120 | 10 | 184 | 216 | 4800 | 9050 | 7300 |
Таблица 1.3.35. Допустимый длительный ток для шин коробчатого сечения
Источник
Как рассчитать сечение прямоугольной шины
Выбор мощности, тока и сечения проводов и кабелей, а так же шин прямоугольного сечения.
В таблице сведены данные мощности, тока и сечения кабельно-проводниковых материалов, для расчетов и выбора защитных средств, кабельно-проводниковых материалов и электрооборудования.
Медные жилы, проводов и кабелей
Сечение токопроводящей жилы | Медные жилы, проводов и кабелей | |||
Напряжение, 220 В | Напряжение, 380 В | |||
ток, А | мощность, кВт | ток, А | мощность, кВт | |
1,5 мм² | 19 | 4,1 | 16 | 10,5 |
2,5 мм² | 27 | 5,9 | 25 | 16,5 |
4 мм² | 38 | 8,3 | 30 | 19,8 |
6 мм² | 46 | 10,1 | 40 | 26,4 |
10 мм² | 70 | 15,4 | 50 | 33,0 |
16 мм² | 85 | 18,7 | 75 | 49,5 |
25 мм² | 115 | 25,3 | 90 | 59,4 |
35 мм² | 135 | 29,7 | 115 | 75,9 |
50 мм² | 175 | 38,5 | 145 | 95,7 |
70 мм² | 215 | 47,3 | 180 | 118,8 |
95 мм² | 260 | 57,2 | 220 | 145,2 |
120 мм² | 300 | 66,0 | 260 | 171,6 |
Алюминивые жилы, проводов и кабелей
Сечение токопроводящей жилы Алюминивые жилы, проводов и кабелей Напряжение, 220 В Напряжение, 380 В ток, А мощность, кВт ток, А мощность, кВт 2,5 мм² 20 4,4 19 12,5 4 мм² 28 6,1 23 15,1 6 мм² 36 7,9 30 19,8 10 мм² 50 11,0 39 25,7 16 мм² 60 13,2 55 36,3 25 мм² 85 18,7 70 46,2 35 мм² 100 22,0 85 56,1 50 мм² 135 29,7 110 72,6 70 мм² 165 36,3 140 92,4 95 мм² 200 44,0 170 112,2 120 мм² 230 50,6 200 132,0 150 мм² – – – –
В расчете применялись: данные таблиц ПУЭ; формулы активной мощности для однофазной и трехфазной симметричной нагрузки
Таблица шин прямоугольного сечения
Шины прямоугольного сечения медные, алюминиевые и стальные при одной полосе на фазу при переменном токе.
Голая шина прямоугольного сечения
(рис. 3.2). >Расчет этой шины начинаем так же, как и в случае расчета круглой шины, используя уравнение теплового баланса (2.6), но сечение (см 2 ) q = ab, а поверхность охлаждения шины (см 2 ) S = 2(а + Ь)1.
Рис. 3.2. Схема для расчета голой шины прямоугольного сечения
Подставляя значения R и S в уравнение теплового баланса, получаем
Поделив правую и левую части на значение q = ab, получим
Следовательно, или, задаваясь отношением а/b, ширина шины будет
Как видно из выражений (3.6) и (3.7), превышение температуры шины пропорционально квадрату плотности тока. Обычно величина плотности тока для медных шин принимается 3-5 А/мм 2 , а коэффициенты теплопередачи для круглого сечения к = (-13) КГ 4 Вт/(см 2 -град); для прямоугольного сечения к = (6–9) 10 4 Вт/(см 2 трад).
Уравнения (3.6), (3.6, а), (3.7) и (3.7, а) справедливы и для катушек, намотанных из шины круглого или прямоугольного сечения. Однако в катушке соседние витки располагаются весьма близко друг от друга, и теплопередача от каждого отдельного витка затруднена, поэтому при расчете такой катушки плотность тока обычно принимается j = 1,5 -5-2,5 А/мм 2 , а
коэффициент теплопередачи к = (4 -s- 8) • 10 -4 Вт/(см 2 трад).
Очевидно, что расчет шин в прерывистом и повторно-кратко- временном режимах аналогичен рассмотренным расчетам. Исходные уравнения теплового баланса принимаются соответственно (2.18) или (2.22).
При расчете шины в кратковременном режиме в первую очередь определяется значение постоянной времени нагрева Т по исходному выражению (2.10), а затем если Т 0,5*аё, то по уравнениям (2.7) или (2.8). Так же, как и в рассмотренных случаях, значения R, S и G выражаются через удельные величины: R=ф/q; S = pi (где р — периметр шины); G = yql (у – плотность материала).
При расчете по уравнениям нагрева (2.7) или (2.8) предварительно определяется математическое значение т6й6 из уравнения теплового баланса (2.6).
Особенностью расчета изолированных шин и проводов является учет температурного перепада по толщине изоляции. Очевидно, максимальная температура, которая определяет величину пропускаемого тока, находится на поверхности токоведущей шины, а теплота рассеивается в окружающее пространство с поверхности изоляции (рис. 3.3). Тогда превышение температуры на поверхности шины определяется по выражению
Рис. 3.3. Схема для расчета круглой изолированной шины
где тн – превышение температуры на поверхности изоляции; А0 – температурный перепад по толщине изоляции. При этом выполняется условие тн 2 /4, то, подставив сюда эти значения и проведя преобразования, получим
Если шина имеет несколько слоев изоляции с разной теплопроводностью Х1; Х2; Х3 и соответственными диаметрами Dl; D2; D3, то
превышение температуры на поверхности провода
Рис. 3.4. Схема для расчета прямоугольной изолированной шины
Аналогичные рассуждения можно провести и для прямоугольной изолированной шины (рис. 3.4).
Перепад температуры по толщине 8 изоляции при прямоугольной шине
Тогда превышение температуры на поверхности токоведущей шины
Так как сопротивление шины R = pl/q, поверхность охлаждения S = 2(А + В)1, то, подставляя сюда значения R и S и проводя преобразования, получаем
Расчет на нагрев монтажных проводов, на которые есть ГОСТ, не производится; обычно имеются заранее рассчитанные таблицы токовой нагрузки проводов различного сечения. Допустимые значения токов (А) для медных проводов с резиновой или полихлорвиниловой изоляцией при температуре окружающей среды 40 °С приводятся в справочных данных. Если температура окружающей среды отличается от 40 °С на величину
±Д0, то допускаемая величина тока /2 =IlyJl±(A0/65), где 1Х – значение тока по справочным данным.
ВЫБОР, РАСЧЕТ И ПРОВЕРКА ШИН, ОСНОВНЫХ КОММУТАЦИОННЫХ АППАРАТОВ И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
Выбор шин РУ
Выбор шин ОРУ-110 кВ
Шины ОРУ 110 кВ выполняются гибкими проводами АС, АСУ, АСО (сечением не менее 70 мм 2 ). Сечение сборных шин выбирают по условию
где Iдоп – длительно-допускаемый ток для шины данного сечения и материала, А;
Iраб.max. – максимальный длительный ток нагрузки, А.
Максимальный длительный ток нагрузки находится по формуле:
где Sн.тр –номинальная мощность трансформатора, Sн.тр=16000 кВА;
Uн –номинальное напряжение первичной обмотки трансформатора, Uн =110 кВ;
Кпер–коэффициент перегрузки, Кпер =1,3.
Выбраны шины марки АС-70 на допускаемый ток 265 (А).
Параметры шин представлены в табл.6
Наружный диаметр провода, мм.
Выбранные шины необходимо также проверить на термическую устойчивость воздействию тока к.з. Для этого вычисляем минимальное термически стойкое сечение, мм 2 :
где – тепловой импульс к.з., кА 2 с;
C – функция, зависящая от перегрева (принимаем C = 90).
Тепловой импульс короткого замыкания вычисляется по формуле:
где- постоянная времени отключения цепи (принимаем =0,05 с).
– начальный ток короткого замыкания в точке К-1;
-полное время отключения высоковольтного выключателя;
Время отключения высоковольтного выключателя определяется по формуле:
где- собственное время отключения выключателя; =0,05 с;
– время действия релейной защиты; =0,1 с.
Таким образом, значение теплового импульса равно:
Термическая устойчивость обеспечивается, если выполняется условие:
Условие термической стойкости в данном случае выполняется:
Выбор шин ЗРУ-10,5 кВ
Шины ЗРУ-10 кВ выполняются жесткими, из алюминия прямоугольного сечения. Сечение указанных шин выбирается аналогично шинам ОРУ, но проверка производится не только на термическую устойчивость, но и на электродинамическую стойкость.
Сечение сборных шин выбирается по условию: ,
где – дополнительно допускаемый ток для шин данного сечения и материала, А (определяется по [2]).
Максимальный длительный ток нагрузки для данных шин находится по формуле:
где Кпер – коэффициент допустимой перегрузки трансформатора, равный 0,7;
Sнтр – номинальная мощность понижающего трансформатора, кВА;
Uн2 – номинальное напряжение обмотки НН понижающего трансформатора, кВ.
Согласно условию, принимаем шины ЗРУ – 10 кВ алюминиевые, прямоугольного сечения, окрашенные, выполненные одной полосой, установленные на ребро марки А – 40х5 на ток .
Параметры шин представлены в табл.7
Сечение одной полосы, мм 2
Выбранные шины необходимо также проверить на термическую устойчивость воздействию тока к.з. Для этого вычисляем минимальное термически стойкое сечение, мм 2 :
Тепловой импульс к.з. определен по формуле:
Минимальное термически стойкое сечение вычислено по формуле:
Как видно, условие термической стойкости выполняется:
Проверка шин на электродинамическую стойкость:
Проверка на электродинамическую стойкость выполняется по условию: , где – допускаемое напряжение для материала шин, МПа; принято для алюминиевых проводов =65 (МПа);
– расчетное механическое напряжение в материале шины, МПа.
Расчетное механическое напряжение в материале шины определяется по формуле:
W – момент сопротивления, м 3 .
Изгибающий момент зависит от силы F, действующей на шину при коротком замыкании, и находится по следующей формуле:
где – максимальная сила, действующая на шины при коротком замыкании, Н;
– длина пролета, т. е. расстояние между соседними опорными изоляторами; принято =1 м.
Максимальная сила, действующая на шины при коротком замыкании определяется по формуле:
где – ударный ток короткого замыкания, кА;
а – расстояние между осями токоведущих частей, м; принято а=0,25 м.
Момент сопротивления определяется размером сечения и способом установки шины:
где – толщина шины, см (0,04 см);
Следовательно, подставляя в получаем:
Таким образом, условие электродинамической стойкости также выполняется: .
Выбор шин ЗРУ-3,3 кВ
Максимальный рабочий ток на главной плюсовой шине РУ – 3,3 кВ тяговой подстанции определяется по формуле
где -число преобразовательных агрегатов;
-номинальный выпрямленный ток преобразователя;
-коэффициент нагрузки на шинах, при
В связи с тем, что 2 выпрямителя никогда не работают на полную нагрузку принимаем шины алюминиевые, прямоугольного сечения, окрашенные, выполненные тремя полосами, установленные плашмя.
Параметры шин представлены в табл.8
Сечение одной полосы, мм 2
Выбранные шины необходимо также проверить на термическую устойчивость воздействию тока к.з. Для этого вычисляем минимальное термически стойкое сечение, мм 2 :
Тепловой импульс к.з. определен по формуле:
Минимальное термически стойкое сечение вычислено по формуле:
Как видно, условие термической стойкости выполняется:
Проверка шин на электродинамическую стойкость:
Проверка на электродинамическую стойкость выполняется по условию: ,
Таким образом, условие электродинамической стойкости также выполняется: .
В конце приведем сводную таблицу, в которой представлены все выбранные шины и их краткие характеристики (см. табл.9).
Расчет распределения тока по сечению шины с помощью 3D-модели в программе ELCUT
ООО “Тор” (Россия, Санкт-Петербург)
Аннотация. Произведен расчет распределения тока по сечению медной прямоугольной полой шины с размерами 110 мм х 30 мм , изогнутой под прямым углом. При моделировании поставлена 3D-задача растекания постоянного тока в программном пакете ELCUT .
Ключевые слова: шина, задача растекания постоянного тока, 3 D импорт, ELCUT
Calculation of current distribution over the bus bar cross-section using a 3D-model in program ELCUT
Abstract. Current distribution over the cross-section rectangular hollow copper busbar with dimensions 110 mm x 30 mm bended at right angle was conducted. The modeling is performed as a 3D-problem of direct current flow in ELCUT software.
Key words: busbar, direct current conduction problem, 3D import, ELCUT
Ссылка на статью
Чишко С. Расчет распределения тока по сечению шины с помощью 3 D -модели в программе ELCUT // Видеонаука: сетевой журн. 2017. №1(5). URL: https://videonauka.ru/stati/13-tekhnicheskie-nauki/102-raschet-raspredeleniya-toka-po-secheniyu-shiny-s-pomoshchyu-3d-modeli-v-programme-elcut (дата обращения 3.04.2017).
Расчет распределения тока по сечению шины с помощью 3 D -модели в программе ELCUT
Медные шины прямоугольного сечения [1] широко используются в электротехнике и электроэнергетике. Они применяются в качестве токопроводов для передачи и распределения электроэнергии, в конструкциях электрических аппаратов и различных электроустановках. Шинопроводы могут использоваться для распределения постоянного или переменного тока; могут быть открытого, защищенного или закрытого охлаждения; могут быть сплошными или полыми для интенсификации охлаждения.
На Рисунке 1 представлен пример шин разводки шин в электрическом устройстве.
Рисунок 1 – Пример разводки шин в электрическом шкафу
При проектировании шинопроводов могут возникать такие задачи как: расчет механических усилий на элементы конструкции, расчет теплового состояния в номинальных и анормальных режимах, расчет распределения тока по сечению шины, расчет магнитного поля шины и электромагнитное воздействие на соседние элементы. Для моделирования указанных задач при проектировании полезным инструментом являются программы на основе метода конечных элементов, в частности отечественная программа ELCUT . С ее помощью можно решить широчайший спектр исследовательских и инженерных задач в плоской постановке, а также некоторые задачи трехмерной постановки. Это позволяет ускорить проектирование и трассировку шин.
В качестве примера моделирования работы шины рассмотрим распределение тока по сечению шины, изогнутой под прямым углом. Такие перегибы необходимы для эффективного использования пространства электротехнического оборудования, однако, это вызывает локальное перераспределение плотности тока в месте сгиба. Такая задача является принципиально трехмерной, и она эффективно может быть решена в пакете ELCUT , поддерживающем функцию импорта 3 D модели.
Выберем полую прямоугольную шину [2] с размерами 110 мм х 30 мм. На Рисунке 2 указаны размеры модели, на Рисунке 3 показана 3 D модель данной шины, созданная по указанным размерам.
Рисунок 2 – Размеры исследуемой шины: а) поперечное сечение; б) вид сверху исследуемого участка
Рисунок 3 – 3 D модель участка сгиба полой шины
Предварительно, для ускорения расчета при незначительной потери точности модели, заменим скругления углов на поперечном сечении шины (Рисунок 2а) прямыми стыками. После этого сохраним 3 D модель шины в формате STEP . Далее можем импортировать данную геометрию в пакет ELCUT для решения, как показано на Рисунке 4.
Рисунок 4 – Препроцессинг модели полой шины
После ряда простых операций по заданию свойств модели (электропроводность меди 56 МСм/м) и граничных условий (один торец является источником, в нем задается плотность тока 15 А/мм 2 ; второй торец является стоком, и на нем задается условие нулевого потенциала) можно построить сетку конечных элементов для решения задачи.
После решения задачи можно узнать плотность тока в любой точке шины. Как видно на Рисунке 5, плотность тока увеличивается к внутреннему радиусу сгиба и уменьшается к внешнему, причем изменение плотности тока может достигать 30%. Также путем анализа полученного решения можно найти точное значение активного сопротивления данного участка шинопровода, которое в данном случае равно 1,98 мкОм.
Информация, полученная из данного анализа, может использоваться в дальнейшем для уточнения теплового состояния шины при выбранной системе охлаждения, либо же для выбора максимально допустимой плотности тока через шину по условию нагревостойкости. Эти задачи можно также решить в пакете ELCUT .
Рисунок 5 – Распределение плотности тока м месте сгиба шины
- ГОСТ 16774-2015 – Трубы медные прямоугольного и квадратного сечений. Технические условия.
- ГОСТ 434-78 – Проволока прямоугольного сечения и шины медные для электротехнических целей. Технические условия
Сведения об авторе:
Сергей Давидович Чишко – инженер ООО “Тор” (Санкт-Петербург).
Sergey D. Chishko – engineer LLC “Tor” (Saint-Petersburg).
Источник
➤Adblock
detector
- Форум автозвука
- Продвинутый уровень
- Мастерство инсталляции
- Питание и коммутация
- квадратура медной шины
квадратура медной шины
-
25.05.2012 22:50 #1
квадратура медной шины
Доброго времени суток. Подскажите если не сложно как расчитать сколько квадратов будет медная шина толщина 2 мм ширина 25 мм. длинна 190 мм и вторая толщина 3 мм ширина 20 мм длинна 190 мм. подскажите сколько это будет в квадратах. или как расчитать? заранее спасибо
Полезные темы:
- Силовая проводка – пример (аккуратно – траффик)
- Как развести питание?
- Медная шина, где купить?
- Аккумуляторные клемы
-
25.05.2012 22:50 # 0+
Если Вы впервые на нашем Форуме:
- Обратите внимание на список полезных тем в первом сообщении.
- Термины и наиболее популярные модели в сообщениях подсвечиваются быстрыми подсказками и ссылками на соответствующие статьи в МагВикипедии и Каталоге.
- Для изучения Форума не обязательно регистрироваться – практически весь профильный контент, включая файлы, картинки и видео, открыты для гостей.
С наилучшими пожеланиями,
Администрация Форума автозвука Магнитола
-
25.05.2012 23:10 #2
Re: квадратура медной шины
Сообщение от Pogorell
сколько это будет в квадратах
Имеется ввиду поперечное сечение? Если да, то ширина умноженное на высоту (толщину). Соответственно 50 кв. мм и 60 кв. мм.
-
26.05.2012 05:39 #3
Re: квадратура медной шины
Сообщение от Pogorell
длинна 190 мм
Длину учитывать только зная мощность присоеденяемых устройств. С возрастаением длина провода потери увеличиваются, но на 2-х метрах не стоит заморачиаться .
-
26.05.2012 08:16 #4
Re: квадратура медной шины
-
26.05.2012 09:05 #5
Re: квадратура медной шины
Ко мне, кста, на ЕММЕ пристали. (Инсталл 2-а раза судили, разные команды судей, звук и мультики). Сначала по поводу шины. У мну типа “дистр” самопальный, тупо к медяшке прикручено, без предов, т.к. сечение не меняется. А какое сечение провода? 35мм2. А медяшки? 20 на 5, сами посчитаете? Считали-считали… Ну лан, прокатило. Это исключительно на усилители. А на ГУ, рем и проч. периферию – 4мм2 из штатного блока (под капотом) предов. Ессно 30-ти амперным предом защищено. Посоветовали переделать от аккума. Там ещё пара спорных моментов была, но таких, что “не вашим-не нашим”, я даж упираться не стал . А тут поинтересовался, а что, собственно не устраивает? Ну вот ХЗ, каким проводом от АКБ к блоку, а вот ХЗ, что там и как…? Т.е. внятной претензии я не услышал. По большому, если конкретно доковыряться, наверное можно, но с другой стороны, прям рядом с моим 30-и амперником стоит ШТАТНЫЙ 80А! На Форде дебилы-изобретатели?
-
26.05.2012 09:51 #6
Re: квадратура медной шины
я хочу из этих шин дестриб на минус замутить
-
26.05.2012 10:26 #7
Re: квадратура медной шины
Сообщение от Pogorell
я хочу из этих шин дестриб на минус замутить
Таки в чём проблема? В фотках рыться лень, но я сделал из заводского какого-то распределителя. А вот “минус” хотел вывихнуть. Сначала хотел с деревяшковой основой выгнутый “2 Г” в разные стороны. Выгнул, примастырил без деревяшки… Блим, а без деревяшки красивее, просто фигня такая в воздухе висит… Но. Для души – не вопрос, а вот для соревок – ХЗ, как бы оно прокатило? Хоть сильно в соревки не рвался (всё-таки больше для души и руки занять делал), но получилось (уже прикол – получилось), чё б не поехать? Хоть и сразу писАл, что музон даже не рядом не чепиёнский. Таки сделал “минус” аналогично “плюсу” на заводской колодке. И всё равно пришлось с дядь Борей подискутировать… Ну нашли, причём без вмешательства высших сил, альтернативу. Кста, если дядь Боря прочтёт – уже всё сделал. (Фоток нет, принципиально. Если кто доковыряться захочит – велком, ручками-ручками…) Во, нашлось. Одна “дырка” – “вход” , три – “выход”.
-
26.05.2012 10:33 #8
Re: квадратура медной шины
нет не лень просто не мог вернее не знал как посчитать шину. сделать то не проблема———- Сообщение добавлено 26.05.2012 в 12:38 ———-счаз вот буду провода распаивать и уже дистриб на минул делать
-
26.05.2012 11:12 #9
Re: квадратура медной шины
Сообщение от Pogorell
не знал как посчитать шину
Пипец! А в школе мы букварь (в буквальном смысле) просто курили?
-
26.05.2012 11:15 #10
Re: квадратура медной шины
Сообщение от Pogorell
спасибо больше
Хоть не меньше
Сообщение от jeack
На Форде дебилы-изобретатели?
Щас рулят менеджеры ,а инженеры под них подстраиваются.
Социальные закладки
Социальные закладки
Ваши права
- Вы не можете создавать новые темы
- Вы не можете отвечать в темах
- Вы не можете прикреплять вложения
- Вы не можете редактировать свои сообщения
- BB коды Вкл.
- Смайлы Вкл.
- [IMG] код Вкл.
- [VIDEO] code is Вкл.
- HTML код Выкл.
- Trackbacks are Выкл.
- Pingbacks are Выкл.
- Refbacks are Вкл.
Правила форума
Содержание
- Расчет для медных шин по току
- Пропускная способность медной шины
- методики расчета шин распределительных устройств.
- Пример выбора жестких шин 10 кВ
- 1. Выбор шин по длительно допустимому току
- 2. Проверка шин на термическую устойчивость
- 3. Проверка шин на электродинамическую устойчивость
- Длительно допустимый ток для медных шин
- Выбор медных шин
- Допустимый ток для медных шин
- Особенности выбора медной шины по току
- Допустимый длительный ток для шин прямоугольного сечения
- Преимущества медных шин
- Поставка медных шин
Расчет для медных шин по току
Расчет сечения медной шины по длительно допустимым токам нужно проводить в соответствии с главой 1.3 «Правил устройства электроустановок» выпущенных Министерством Энергетики СССР в 1987 году. То есть те самые ПУЭ 1.3.24, знакомые всем электрикам » При выборе шин больших сечений необходимо выбирать наиболее экономичные по условиям пропускной способности конструктивные решения, обеспечивающие наименьшие добавочные потери от поверхностного эффекта и эффекта близости и наилучшие условия охлаждения (уменьшение количества полос в пакете, рациональная конструкция пакета, применение профильных шин и т. п.).». На основании их выбираются допустимые длительные токи для неизолированных проводов и шин. Кроме того, часто в среде электротехники можно услышать, что это пропускная способность по току медной полосы. Предельно допустимые длительные токи для медных шин прямоугольного сечения ПУЭ 1.3.31 для постоянного и переменного тока при подключении 1 полосы на фазу собраны в нижеследующей таблице токов медных шин:
Пропускная способность медной шины
Сечение шины, мм | Постоянный ток, А | Переменный ток, А |
---|---|---|
Допустимый ток шина медная 15×3 | 210 | 210 |
Допустимый ток шина медная 20×3 | 275 | 275 |
Допустимый ток шина медная 25×3 | 340 | 340 |
Допустимый ток шина медная 30×4 | 475 | 475 |
Допустимый ток шина медная 40×4 | 625 | 625 |
Допустимый ток шина медная 40×5 | 705 | 700 |
Допустимый ток шина медная 50×5 | 870 | 860 |
Допустимый ток шина медная 50×6 | 960 | 955 |
Допустимый ток шина медная 60×6 | 1145 | 1125 |
Допустимый ток шина медная 60×8 | 1345 | 1320 |
Допустимый ток шина медная 60×10 | 1525 | 1475 |
Допустимый ток шина медная 80×6 | 1510 | 1480 |
Допустимый ток шина медная 80×8 | 1755 | 1690 |
Допустимый ток шина медная 80×10 | 1990 | 1900 |
Допустимый ток шина медная 100×6 | 1875 | 1810 |
Допустимый ток шина медная 100×8 | 2180 | 2080 |
Допустимый ток шина медная 100×10 | 2470 | 2310 |
Допустимый ток шина медная 120×8 | 2600 | 2400 |
Допустимый ток шина медная 120×10 | 2950 | 2650 |
Купить электротехнические медные и алюминиевые шины можно в нашей компании со склада и под заказ:
Расчет теоретического веса электротехнических шин:
В Невской Алюминиевой Компании Вы можете купить алюминий со склада в Петербурге или заказать доставку по России.
Cклад Невской Алюминиевой Компании расположен по адресу Лиговский пр. д. 266, недалеко от станции метро «Московские Ворота», рядом грузовая магистраль — Витебский проспект, выезды на ЗСД и КАД.
Документы на погрузку выдаются на месте.
Источник
методики расчета шин распределительных устройств.
Шины распределительных устройств служат для сбора и распределения электрической энергии; их применяют также для присоединения к сборным шинам генераторов, трансформаторов и аппаратов и для соединения их между собой. Обычно в качестве шин применяют голые (неизолированные) проводники.
В береговых установках распространены более дешевые – алюминиевые, а в установках на небольшие токи – стальные шины, на судах же используют медные шины, довольно устойчивые к коррозии.
В установившемся режиме допустимый ток нагрузки на шины
,
где k – коэффициент, учитывающий все виды теплоотдачи , Вт/м 2 °С;
F – поверхность охлаждения, м 2 ;
θдоп – длительно допустимая температура нагрева, °С;
θсреды – расчетная температура среды, °С;
R – сопротивление шины, Ом.
Допустимый ток, таким образом, зависит от ряда рассматриваемых ниже факторов.
Окраска шин повышает допустимую нагрузку примерно на 15%. Объясняется это тем, что около 40% тепла отдается с поверхности шин путем лучеиспускания, а краски имеют постоянную лучеиспускания ε, в полтора – два раза большую, чем неокрашенные окисленные поверхности, и в четыре – десять раз большую, чем поверхности полированные.
Окраска шин, кроме того, облегчает ориентировку персонала.
Форма сечения шин существенно влияет на величину поверхности охлаждения и, следовательно, на допустимый ток нагрузки. При той же площади поперечного сечения шина прямоугольного сечения всегда имеет большую поверхность охлаждения, чем шина сплошного круглого сечения, и разница тем больше, чем тоньше шина. Кроме того, при той же площади сечения поверхностный эффект и, значит, активное сопротивление у шины прямоугольного сечения меньше.
Расположение шин несколько влияет на величину допустимого тока, так как от него зависит теплоотдача путем конвекции. Допустимая нагрузка на шины, расположенные плашмя, на 5-8% меньше допустимой нагрузки при расположении на ребро.
Число полос шин на фазу (полюс) сказывается на величине допустимого тока вследствие ухудшения условий охлаждения каждой из шин в пакете. В установке переменного тока допустимый ток на пакет шин дополнительно снижается из-за эффекта близости, природа которого та же, что и поверхностного эффекта, но обуславливается магнитными полями соседних полос (потоком взаимоиндукции). Вытеснение тока из средних полос пакета в результате эффекта близости ухудшает использование металла шин. Поэтому обычно в установках переменного тока включают в пакет не более двух-трех полос. При токах, требующих большего числа полос, применяют шины, образующие в сечении полый, почти замкнутый квадрат (коробчатое сечение).
Температура нагрева шин, принимая за допустимую, θдоп, и температура среды, принимаемая за расчетную, θсреды, существенно влияют на величину допустимого тока нагрузки.
В судовых установках температуру окружающей среды в соответствии с указаниями Регистра принимают θсреды=40 и 45°С, а тепловую нагрузку шин, чтобы облегчить вес установки, берут высокой, принимая θдоп=90°С.
При покрытии же медных шин в месте контакта слоем полуды или кадмия Регистр допускает нагрев контактов шин до 100 °С, а при серебрении – до 120 °С.
Если фактическая температура внутри РЩ θфакт больше 40°С, и тогда допустимый ток нагрузки Iθ определяют расчетом по формуле:
, (8.1)
где I40 – допустимый ток нагрузки шины при θсреды=40°С.
Выбор сборных шин распределительного устройства включает в себя определение наибольшего длительного тока нагрузки на шины, выбор сечения шин и проверку шин на динамическую и термическую устойчивость, возможность появления механического резонанса.
Наибольший ток определяют исходя из фактического распределения нагрузки вдоль шин в проектируемой установке с учетом коэффициента одновременности работы потребителей. При этом выбирается наиболее тяжелый режим работы установки. На мощных установках учитывают изменение рабочего тока по длине сборных шин.
Определив максимальный длительный ток нагрузки Iн.макс., сечение шин выбирают по справочным данным. Необходимо, чтобы было соблюдено условие
.
При работе шин в условиях среды с температурой, отличающейся от принятой при составлении таблиц, прибегают к формуле (8.1).
Проверка шин на динамическую устойчивость (механическую прочность) при к.з. производится из допущения, что шину каждой фазы (полюса) можно рассматривать как многопролетную, равномерно нагруженную балку, жестко закрепленную на средней опоре (изоляторе) и лежащую свободно на всех других опорах (изоляторах). Свободное расположение шин на изоляторах, кроме среднего, применяют для предотвращения деформации шин при их удлинении в результате нагревания.
Максимальный изгибающий момент, действующий на шину (балку), при принятых особенностях крепления, определяется по формуле
, нм,
где Fпред – значение электродинамической силы при наибольшем мгновенном значении тока к.з.;
l – расстояние между осями опор, к которым крепятся шины (рис.8.1).
Если число пролетов один или два, то лучше воспользоваться формулой
, нм.
Максимальное напряжение в материале шины определится из известного выражения
, н/м 2 ,
где W – момент сопротивления сечения шины относительно оси, м 3 .
При расположении прямоугольных шин по рис.8.1, а
, м 3 .
Рис.8.1. Расположение шин:
а – ребром на опорных изоляторах; б – плашмя на опорных колодках (в судовых установках напряжением до 500 В)
При расположении шин по рис.8.1,б
, м 3 .
Очевидно, что во втором случае момент сопротивления больше. Полученное расчетом значение напряжения не должно превосходить допускаемого, т.е.
. (8.2)
Принимают σдоп для меди марки МТ 1400 кгс/см 2 .
Если условие (8.2) не выполнено, а шины расположены взаимно так, что величина W имеет наибольшее значение, то для уменьшения σрасч радикальнее всего ограничить ток к.з. или уменьшить длину пролета l , однако последняя чаще всего принимается равной шагу ячейки распределительного устройства (береговые установки и высоковольтные распределительные устройства ГЭУ) или по ширине панели РЩ (судовые установки напряжением до 1000 В), что затрудняет ее произвольное изменение. Менее эффективно, но проще увеличить расстояние меду осями шин а.
При проверке шин на динамическую устойчивость не следует упускать из виду возможность появления резонанса между гармонически меняющейся электродинамической силой и собственными механическими колебаниями шин.
Для параллельных шин частоту собственных механических колебаний модно определить с помощью формулы
,
где k – коэффициент, зависящий от характера крепления шин (k=49 при шинах, свободно лежащих на опорах; k=48 при свободном креплении на одной опоре и жестком – на другой);
l – пролет между опорными изоляторами;
E – модуль упругости материала шин;
J — момент инерции площади сечения шины;
γ – удельный вес;
s — площадь сечения шины.
Необходимо, чтобы собственная частота была ниже основной частоты силы или превосходила ее не менее чем в два раза. Проверка возможности появления резонанса предусмотрена Правилами Регистра.
Шины также необходимо проверять на термическую устойчивость.
| | следующая лекция ==> | |
Расчет кабеля на допустимую потерю напряжения | | | ТРЕТИЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ. ТЕПЛОВАЯ ТЕОРИЯ НЕРНСТА |
Дата добавления: 2016-02-02 ; просмотров: 4905 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Источник
Пример выбора жестких шин 10 кВ
Для питания ЗРУ-10 кВ требуется выбрать и проверить сечение сборных шин 10 кВ от силового трансформатора мощностью 16 МВА.
- Максимальный трехфазный ток КЗ на шинах 10 кВ – Iк.з = 9,8 кА;
- Силовой трансформаторов типа ТДН-16000/110-У1 загружен на 60%.
Согласно ПУЭ 7-издание п.1.3.28 проверку по экономической целесообразности не выполняют, поэтому выбор шин будет выполняться только по длительно допустимому току (ПУЭ 7-издание п.1.3.9 и п.1.3.22).
Проверку шин производят на термическую и электродинамическую стойкость к КЗ (ПУЭ 7-издание п.1.4.5).
1. Выбор шин по длительно допустимому току
Выбор шин по длительно допустимому току (по нагреву) учитывают не только нормальные, но и послеаварийные режимы, а также режимы в период ремонтов и возможного неравномерного распределения токов между секциями шин [Л2, с.220].
1.1 Определяем ток нормального режима, когда трансформатор загружен на 60%:
- Sн.тр-ра = 16000 кВА – номинальная мощность трансформатора ТДН-16000/110-У1;
- Uн.=10,5 кВ – номинальное напряжение сети;
1.2. Определяем максимальный рабочий ток, когда один из трансформаторов перегружен на 1,4 от номинальной мощности (утяжеленный режим):
По таблице 1.3.31 (ПУЭ 7-издание) определяем допустимый ток для однополосных алюминиевых шин прямоугольного сечения 80х8 мм с допустимым током Iдоп.о = 1320 А.
1.3. Определяем длительно допустимый ток для прямоугольных шин сечением 80х8 мм с учетом поправочных коэффициентов по формуле 9.11 [Л1, с.170]:
Iдоп.о =1320 А –длительно допустимый ток полосы при температуре шины θш = 70 °С, температуре окружающей среды θо.с = 25 °С и расположения шин вертикально (на ребро), определяемый по таблице 1.3.31 (ПУЭ 7-издание);
k1 — поправочный коэффициент при расположении шин горизонтально (плашмя), согласно ПУЭ 7-издание п. 1.3.23, должны быть уменьшены на 5% для шин с шириной полос до 60 мм и на 8% для шин с шириной полос более 60 мм. Принимаем k1 = 0,92 (так как шины будут расположены плашмя).
k2 – поправочный коэффициент для шин при температуре окружающей среды (воздуха) θо.с отличной от 25 °С, определяемый по ПУЭ 7-издание таблица 1.3.3. Принимаем k3 = 0,94 с учетом, что среднеемесячная температура наиболее жаркого месяца равна +30 °С.
Принимаем сечение шин 80х10 мм, с допустимым током Iдоп.о =1480 А.
1.4. Определяем длительно допустимый ток для прямоугольных шин сечением 80х10 мм с учетом поправочных коэффициентов по формуле 9.11 [Л1, с.170]:
Принимаем шины марки АД31Т1 сечением 80х10 мм.
2. Проверка шин на термическую устойчивость
2.1. Определяем тепловой импульс, который выделяется при токе короткого замыкания по выражению 3.85 [Л2, с.190]:
- Iп.0 = 9,8 кА – начальное действующее значение тока КЗ на шинах 10 кВ.
- Та – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания. Для ориентировочных расчетов значение Та определяем по таблице 3.8 [Л2, с.150]. Для трансформатора мощность 16 МВА, принимаем Та = 0,04. Если же вы хотите более точно рассчитать значение Та, можете воспользоваться формулами, представленными в пункте 6.1.4 ГОСТ Р 52736-2007.
2.1.1. Определяем полное время отключения КЗ по выражению 3.88 [Л2, с.191] и согласно пункта 4.1.5 ГОСТ Р 52736-2007:
tоткл.= tр.з.+ tо.в=0,1+0,07=0,18 сек.
- tр.з. – время действия основной защиты трансформатора, равное 0,1 сек (АПВ – не предусмотрено).
- tо.в – полное время отключения выключателя выбирается из каталога, равное 0,07 сек.
2.2. Определяем минимальное сечение шин по термической стойкости при КЗ по выражению 3.90 [Л2, с.191]:
где: С – функция, значения которой приведены в таблице 3.14. Для алюминиевых шин С = 91.
Как мы видим ранее принята алюминиевая шина сечением 80х10 мм – термически устойчива.
3. Проверка шин на электродинамическую устойчивость
- Ударный ток трехфазного КЗ на шинах 10 кВ — iуд = 24,5 кА;
- Шины выполнены из алюминиевого сплава марки АД31Т1 сечением 80х10 мм, расположены горизонтально в одной плоскости (плашмя) и имеют восемь пролетов.
- Длина пролета — l = 0,9 м;
- Расстояние между осями проводников — а= 0,27 м (расположение шин см.рис. 2а ГОСТ Р 52736-2007);
- Толщина шины — b = 10 мм = 0,01 м;
- Высота шины — h = 80 мм = 0,08 м;
3.1. Определяем момент инерции J и момент сопротивления W по расчетным формулам согласно таблицы 4 ГОСТ Р 52736-2007:
3.2. Определяем частоту собственных колебаний для алюминиевой шины по выражению 4.18 [Л2, с.221]:
где: S = 800 мм 2 = 8 см 4 – поперечное сечение шины 80х10 мм.
Если же у вас медные шины, то частоту собственных колебаний определяют по выражению 4.19 [Л2, с.221]:
В случае, если частота собственных колебаний больше 200 Гц, то механический резонанс не возникает. Если f0 200 Гц, поэтому расчет можно вести без учета колебательного процесса в шинной конструкции [Л2, с.221].
3.3. Определяем наибольшее удельное усилие при трехфазном КЗ по выражению 3.74 [Л2, с.221]:
- а = 0,27 м — расстояние между осями проводников (фазами), м;
- iуд. = 24,5*103 А – ударный ток трехфазного КЗ, А;
- Если расстояние между фазами а > 2*(b+h) > 2*(0,01+0,08); а = 0,27 м > 0,18 м, то в этом случае коэффициент формы kф = 1,0 [Л2, с.221];
3.4. Определяем максимальную силу, действующую на шинную конструкцию при трехфазном КЗ, данное значение нам понадобиться для проверки опорных изоляторов на механическую прочность [Л2, с.227]:
- l = 0,9 м – длина пролета, м;
- kп – поправочный коэффициент на высоту шины, если она расположена на ребро см. рис.4.8. В данном примере шины расположены горизонтально (плашмя), поэтому kп = 1,0:
где: Hиз. – высота изолятора.
Дальнейший расчет шинной конструкции в части выбора опорных изоляторов представлен в статье: «Выбор опорных изоляторов для шинного моста 10 кВ».
3.5. Определяем максимальное напряжение в шинах при трехфазном КЗ, возникающее при воздействии изгибающего момента по выражению 4.20 [Л2, с.222]:
- l = 0,9 м – длина пролета, м;
- W = 10,7 см 3 – момент сопротивления поперечного сечения шины, определенный ранее.
3.6. Сравниваем полученное максимальное напряжение в шинах σрасч. = 2,91 МПа с допустимым напряжением материала σдоп. = 137 МПа из таблицы 3 ГОСТ Р 52736-2008.
Обращаю ваше внимание, что сравнивается максимальное напряжение в шинах с допустимым напряжением в материале жестких шин, а не с допустимым напряжением в области сварного соединения, согласно ГОСТ Р 52736-2008 пункт 5.3.1 и ПУЭ 7-издание пункт 1.4.15.
Как видно из результатов расчетов σрасч. = 2,91 МПа Вывод:
Выбранные шины марки АД31Т1 сечением 80х10 мм удовлетворяют условию электродинамической стойкости, с длиной пролета l = 0,9 м.
- Справочник по электроснабжению и электрооборудованию. Том I. А.А. Федоров, 1986 г.
- Электрооборудование станций и подстанций. Второе издание. Л.Д. Рожкова, В.С. Козулин. 1980 г.
- ГОСТ Р 52736-2008 – Методы расчета электродинамического и термического действия тока короткого замыкания.
Поделиться в социальных сетях
Если вы нашли ответ на свой вопрос и у вас есть желание отблагодарить автора статьи за его труд, можете воспользоваться платформой для перевода средств «WebMoney Funding» .
Данный проект поддерживается и развивается исключительно на средства от добровольных пожертвований.
Проявив лояльность к сайту, Вы можете перечислить любую сумму денег, тем самым вы поможете улучшить данный сайт, повысить регулярность появления новых интересных статей и оплатить регулярные расходы, такие как: оплата хостинга, доменного имени, SSL-сертификата, зарплата нашим авторам.
В данной статье я буду рассматривать 2 примера определения потери напряжения в воздушной линии 10 кВ.
В данном примере требуется определить максимальные потери напряжения в нормальном и аварийном режимах в.
В данной статье будут рассматриваться преимущества использования устройств компенсации реактивной.
Для питания потребителей постоянного тока, требуется выбрать внешнюю аккумуляторную батарею, для.
Исходные данные: Требуется обеспечить питание двух трансформаторов ТМ-4000/10 от подстанции. Линия.
Отправляя сообщение, Вы разрешаете сбор и обработку персональных данных.
Политика конфиденциальности.
Источник
Длительно допустимый ток для медных шин
6 апреля 2016 г.
Медные шины — хороший электротехнический проводник. УГМК-ОЦМ предлагает медные электротехнические шины изготовленные согласно ГОСТ 434-78 и EN 13601. В качестве сырья используются катоды медные по ГОСТ 859-2001.
Выбор медных шин
Медная электротехническая шина – это проводник, обладающий низким сопротивлением. Медные электротехнические шины изготавливают прямоугольной формы поперечного сечения. Визуально медная электротехническая шина похожа на лист, но большей толщины. УГМК-ОЦМ выпускает медные электротехнические шины широкого диапазона размеров: толщиной 1,2 — 80 мм и шириной 8 — 250 мм. Шины выпускаются в прессованном и тянутом состоянии, в бухтах и отрезках.
На поверхности медных шин не допускаются трещины, раковины, вздутия, поперечные надрывы и грязная технологическая смазка. Отклонения по форме сечения, механическим свойствам, серповидности не превышают значений, установленных нормативной документацией. Возможно изготовление нестандартных форм шины. В этом случае форма оговаривается в спецификации и обязательно прилагается чертеж будущего изделия.
Выбор медной шины зависит от условий использования. При выборе сечения медных шин по току, учитывают, какой максимальный ток будет проходить по шинопроводу. Сечение – соотношение ширины и толщины. Исходя из значения максимального тока выбирается сечение шин по ПУЭ и ГОСТ 434-78.
Допустимый ток для медных шин
Длительно допустимый ток для неизолированных медных шин 30х4 в однофазном токопроводе составляет 475 А для постоянного и для переменного тока. Шина медная 50х5 обеспечивает работу при 870 А м 860 А (для постоянного и переменного тока соответственно). Таким образом, увеличение сечения медных шин резко увеличивает пропускную способность.
Особенности выбора медной шины по току
Показанные примеры показателей длительно допустимого тока для медных шин приведены исходя из допустимой температуры нагрева до 70о С. Температура окружающей среды не должна превышать 25о С. Надежность эксплуатации медных электротехнических шин обеспечивается при нагреве не выше 85о С. Но при выборе сечения медной шины, учитывается максимально допустимую температуру компонентов, с которыми взаимодействует изделие. И вероятность того, что температура окружающей среды превысит 25о С.
Для облегчения выбора техническими специалистами рассчитаны корректирующие коэффициенты. Параметры максимального тока пересчитаны под несколько вариантов температурных условий. Эти таблицы общедоступны. Они помогут сделать правильный выбор.
Если нет жестких критериев, выбор делается в пользу гибких шин. Они долговечнее и обладают лучшими характеристиками.
Допустимый длительный ток для шин прямоугольного сечения
Размеры, мм | Медные шины | Алюминиевые шины | Стальные шины | |||||||
Ток*, А, при количестве полос на полюс или фазу | Размеры, мм | Ток*, А | ||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 1 | 2 | 3 | 4 | |||
15 х 3 | 210 | 165 | _ | 16×2,5 | 55/70 | |||||
20 х 3 | 275 | — | — | — | 215 | — | — | — | 20×2,5 | 60/90 |
25 х 3 | 340 | — | — | — | 265 | — | — | — | 25 х 2,5 | 75/110 |
30 х 4 | 475 | — | — | — | 365/370 | — | — | — | 20 х 3 | 65/100 |
40 х 4 | 625 | -/1090 | — | — | 480 | -/855 | — | — | 25 х 3 | 80/120 |
40х 5 | 700/705 | -/1250 | — | — | 540/545 | -/965 | — | — | 30х 3 | 95/140 |
50х 5 | 860/870 | -/1525 | -/1895 | — | 665/670 | -/1180 | -/1470 | — | 40×3 | 125/190 |
50×6 | 955/960 | -/1700 | -/2145 | — | 740/745 | -/1315 | -/1655 | — | 50×3 | 155/230″ |
60×6 | 1125/1145 | 1740/1990 | 2240/2495 | — | 870/880 | 1350/1555 | 1720/1940 | — | 60 х 3 | 185/280 |
80×6 | 1480/1510 | 2110/2630 | 2720/3220 | — | 1150/1170 | 1630/2055 | 2100/2460 | — | 70 х 3 | 215/320 |
100×6 | 1810/1875 | 2470/3245 | 3170/3940 | — | 1425/1455 | 1935/2515 | 2500/3040 | — | 75 х 3 | 230/345 |
60 х 8 | 1320/1345 | 2160/2485 | 2790/3020 | — | 1025/1040 | 1680/1840 | 2180/2330 | — | 80 х 3 | 245/365 |
80 х 8 | 1690/1755 | 2620/3095 | 3370/3850 | — | 1320/1355 | 2040/2400 | 2620/2975 | — | 90×3 | 275/410 |
100×8 | 2080/2180 | 3060/3810 | 3930/4690 | — | 1625/1690 | 2390/2945 | 3050/3620 | — | 100×3 | 305/460 |
120×8 | 2400/2600 | 3400/4400- | 4340/5600 | — | 1900/2040 | 2650/3350 | 3380/4250 | — | 20×4 | 70/115 |
60 х 10 | 1475/1525 | 2560/2725 | 3300/3530 | — | 1155/1180 | 2010/2110 | 2650/2720 | — | 22 х 4 | 75/125 |
80 х 10 | 1900/1990 | 3100/3510 | 3990/4450 | — | 1480/1540 | 2410/2735 | 3100/3440 | — | 25 х 4 | 85/140 |
100 х 10 | 2310/2470 | 3610/4325 | 4650/5385 | 5300/6060 | 1820/1910 | 2860/3350 | 3650/4160 | 4150/4400 | 30×4 | 100/165 |
120 х 10 | 2650/2950 | 4100/5000 | 5200/6250 | 5900/6800 | 2070/2300 | 3200/3900 | 4100/4860 | 4650/5200 | 40×4 | 130/220 |
50×4 | 165/270 | |||||||||
60×4 | 195/325 | |||||||||
70×4 | 225/375 | |||||||||
80×4 | 260/430 | |||||||||
90х 4 | 290/480 | |||||||||
100×4 | 325/535 |
*В числителе приведены значения переменного тока, в знаменателе — постоянного.
Преимущества медных шин
Наряду с медными шинами в электротехнике используются шины алюминиевые. Алюминиевую шину ценят за доступную цену и легкость металла. Однако в долгосрочной перспективе медные шины станут экономически выгодным решением.
Медь имеет большую теплопроводимость. При одинаковом сечении медная шина выдержит в процентном отношении большую нагрузку, чем алюминиевая такого же размера. Медная шина сводит к минимуму потерю энергии при передаче. Они высокоэластичны и устойчивы к растяжению. Медная шина легко изгибается, не теряя своих технических свойств. Это позволяет собирать распределительные и силовые установки меньшего размера. Она устойчива к воздействию высоких и низких температур, выдерживает большее напряжение. Выбирая между алюминиевой шиной и медной, предпочтение отдают последней.
Поставка медных шин
УГМК-ОЦМ предлагает поставку медных электротехнических шин. Шины изготовлены из меди марок М1, Cu-ETP, С11000. Шина поставляется в отрезках и бухтах. Прессованного и тянутого состояния. Минимальный объем заказа – 300 кг.
Оформите заявку на поставку медной электротехнической шины на сайте или свяжитесь с нами любым удобным для вас способом.
Источник
Для питания ЗРУ-10 кВ требуется выбрать и проверить сечение сборных шин 10 кВ от силового трансформатора мощностью 16 МВА.
Исходные данные:
- Максимальный трехфазный ток КЗ на шинах 10 кВ – Iк.з = 9,8 кА;
- Силовой трансформаторов типа ТДН-16000/110-У1 загружен на 60%.
Расчет
Согласно ПУЭ 7-издание п.1.3.28 проверку по экономической целесообразности не выполняют, поэтому выбор шин будет выполняться только по длительно допустимому току (ПУЭ 7-издание п.1.3.9 и п.1.3.22).
Проверку шин производят на термическую и электродинамическую стойкость к КЗ (ПУЭ 7-издание п.1.4.5).
1. Выбор шин по длительно допустимому току
Выбор шин по длительно допустимому току (по нагреву) учитывают не только нормальные, но и послеаварийные режимы, а также режимы в период ремонтов и возможного неравномерного распределения токов между секциями шин [Л2, с.220].
1.1 Определяем ток нормального режима, когда трансформатор загружен на 60%:
где:
- Sн.тр-ра = 16000 кВА – номинальная мощность трансформатора ТДН-16000/110-У1;
- Uн.=10,5 кВ – номинальное напряжение сети;
1.2. Определяем максимальный рабочий ток, когда один из трансформаторов перегружен на 1,4 от номинальной мощности (утяжеленный режим):
По таблице 1.3.31 (ПУЭ 7-издание) определяем допустимый ток для однополосных алюминиевых шин прямоугольного сечения 80х8 мм с допустимым током Iдоп.о = 1320 А.
1.3. Определяем длительно допустимый ток для прямоугольных шин сечением 80х8 мм с учетом поправочных коэффициентов по формуле 9.11 [Л1, с.170]:
где:
Iдоп.о =1320 А –длительно допустимый ток полосы при температуре шины θш = 70 °С, температуре окружающей среды θо.с = 25 °С и расположения шин вертикально (на ребро), определяемый по таблице 1.3.31 (ПУЭ 7-издание);
k1 — поправочный коэффициент при расположении шин горизонтально (плашмя), согласно ПУЭ 7-издание п. 1.3.23, должны быть уменьшены на 5% для шин с шириной полос до 60 мм и на 8% для шин с шириной полос более 60 мм. Принимаем k1 = 0,92 (так как шины будут расположены плашмя).
k2 – поправочный коэффициент для шин при температуре окружающей среды (воздуха) θо.с отличной от 25 °С, определяемый по ПУЭ 7-издание таблица 1.3.3. Принимаем k3 = 0,94 с учетом, что среднеемесячная температура наиболее жаркого месяца равна +30 °С.
Принимаем сечение шин 80х10 мм, с допустимым током Iдоп.о =1480 А.
1.4. Определяем длительно допустимый ток для прямоугольных шин сечением 80х10 мм с учетом поправочных коэффициентов по формуле 9.11 [Л1, с.170]:
Принимаем шины марки АД31Т1 сечением 80х10 мм.
2. Проверка шин на термическую устойчивость
2.1. Определяем тепловой импульс, который выделяется при токе короткого замыкания по выражению 3.85 [Л2, с.190]:
где:
- Iп.0 = 9,8 кА – начальное действующее значение тока КЗ на шинах 10 кВ.
- Та – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания. Для ориентировочных расчетов значение Та определяем по таблице 3.8 [Л2, с.150]. Для трансформатора мощность 16 МВА, принимаем Та = 0,04. Если же вы хотите более точно рассчитать значение Та, можете воспользоваться формулами, представленными в пункте 6.1.4 ГОСТ Р 52736-2007.
2.1.1. Определяем полное время отключения КЗ по выражению 3.88 [Л2, с.191] и согласно пункта 4.1.5 ГОСТ Р 52736-2007:
tоткл.= tр.з.+ tо.в=0,1+0,07=0,18 сек.
- tр.з. – время действия основной защиты трансформатора, равное 0,1 сек (АПВ – не предусмотрено).
- tо.в – полное время отключения выключателя выбирается из каталога, равное 0,07 сек.
2.2. Определяем минимальное сечение шин по термической стойкости при КЗ по выражению 3.90 [Л2, с.191]:
где: С – функция, значения которой приведены в таблице 3.14. Для алюминиевых шин С = 91.
Как мы видим ранее принята алюминиевая шина сечением 80х10 мм – термически устойчива.
3. Проверка шин на электродинамическую устойчивость
Исходные данные:
- Ударный ток трехфазного КЗ на шинах 10 кВ — iуд = 24,5 кА;
- Шины выполнены из алюминиевого сплава марки АД31Т1 сечением 80х10 мм, расположены горизонтально в одной плоскости (плашмя) и имеют восемь пролетов.
- Длина пролета — l = 0,9 м;
- Расстояние между осями проводников — а= 0,27 м (расположение шин см.рис. 2а ГОСТ Р 52736-2007);
- Толщина шины — b = 10 мм = 0,01 м;
- Высота шины — h = 80 мм = 0,08 м;
Решение
3.1. Определяем момент инерции J и момент сопротивления W по расчетным формулам согласно таблицы 4 ГОСТ Р 52736-2007:
3.2. Определяем частоту собственных колебаний для алюминиевой шины по выражению 4.18 [Л2, с.221]:
где: S = 800 мм2 = 8 см4 – поперечное сечение шины 80х10 мм.
Если же у вас медные шины, то частоту собственных колебаний определяют по выражению 4.19 [Л2, с.221]:
В случае, если частота собственных колебаний больше 200 Гц, то механический резонанс не возникает. Если f0 < 200 Гц, то производиться специальный расчет с учетом дополнительных динамических усилий, возникающих при механических колебаниях шинной конструкции (см. ГОСТ Р 52736-2007).
В данном случае f0 >200 Гц, поэтому расчет можно вести без учета колебательного процесса в шинной конструкции [Л2, с.221].
3.3. Определяем наибольшее удельное усилие при трехфазном КЗ по выражению 3.74 [Л2, с.221]:
где:
- а = 0,27 м — расстояние между осями проводников (фазами), м;
- iуд. = 24,5*103 А – ударный ток трехфазного КЗ, А;
- Если расстояние между фазами а > 2*(b+h) > 2*(0,01+0,08); а = 0,27 м > 0,18 м, то в этом случае коэффициент формы kф = 1,0 [Л2, с.221];
3.4. Определяем максимальную силу, действующую на шинную конструкцию при трехфазном КЗ, данное значение нам понадобиться для проверки опорных изоляторов на механическую прочность [Л2, с.227]:
где:
- l = 0,9 м – длина пролета, м;
- kп – поправочный коэффициент на высоту шины, если она расположена на ребро см. рис.4.8. В данном примере шины расположены горизонтально (плашмя), поэтому kп = 1,0:
где: Hиз. – высота изолятора.
Дальнейший расчет шинной конструкции в части выбора опорных изоляторов представлен в статье: «Выбор опорных изоляторов для шинного моста 10 кВ».
3.5. Определяем максимальное напряжение в шинах при трехфазном КЗ, возникающее при воздействии изгибающего момента по выражению 4.20 [Л2, с.222]:
где:
- l = 0,9 м – длина пролета, м;
- W = 10,7 см3 – момент сопротивления поперечного сечения шины, определенный ранее.
3.6. Сравниваем полученное максимальное напряжение в шинах σрасч. = 2,91 МПа с допустимым напряжением материала σдоп. = 137 МПа из таблицы 3 ГОСТ Р 52736-2008.
Обращаю ваше внимание, что сравнивается максимальное напряжение в шинах с допустимым напряжением в материале жестких шин, а не с допустимым напряжением в области сварного соединения, согласно ГОСТ Р 52736-2008 пункт 5.3.1 и ПУЭ 7-издание пункт 1.4.15.
Как видно из результатов расчетов σрасч. = 2,91 МПа < σдоп. = 0,7*196 = 137 МПа – условие электродинамической стойкости выполняется.
В случае, если Вам нужен более детальный расчет проверки шин на электродинамическую стойкость, посмотрите статью: «Пример проверки шин и изоляторов на электродинамическую стойкость по ГОСТ».
Вывод:
Выбранные шины марки АД31Т1 сечением 80х10 мм удовлетворяют условию электродинамической стойкости, с длиной пролета l = 0,9 м.
Литература:
- Справочник по электроснабжению и электрооборудованию. Том I. А.А. Федоров, 1986 г.
- Электрооборудование станций и подстанций. Второе издание. Л.Д. Рожкова, В.С. Козулин. 1980 г.
- ГОСТ Р 52736-2008 – Методы расчета электродинамического и термического действия тока короткого замыкания.
Всего наилучшего! До новых встреч на сайте Raschet.info.