Konstrukcije zbiralk stikalnih naprav

Zbiralke so goli, relativno masivni tokovni vodniki s pravokotnim, okroglim ali profiliranim prerezom. V prostorih zaprte stikalne naprave so tudi vsi odcepi zbiralk in priključki na naprave izvedeni z golimi vodniki, ki tvorijo zbiralko.

sijoče so osrednji in najbolj kritičen del stikališča, saj prejemajo električno energijo iz vseh postajnih generatorjev (oz. postajnih transformatorjev) in so nanje priključeni vsi odhodni vodi.

V zaprtih stikalnih napravah do vključno 35 kV so zbiralke izdelane iz pravokotnih aluminijastih trakov. Jeklene pnevmatike se uporabljajo v električnih napeljavah majhne moči pri obremenitvenih tokovih, ki ne presegajo 300-400 A.

Upoštevati je treba, da so pravokotne (ploske) žice bolj ekonomične kot okrogle žice. Ob enaki površini prečnega prereza ima pravokotna pnevmatika večjo bočno hladilno površino kot okrogla pnevmatika.

V razdelilnici so pnevmatike nameščene na posebne nosilce za avtobuse ali okvirje kletk za opremo. Zbirke so nameščene na nosilne porcelanaste izolatorje robno ali ravno in pritrjene z nosilci zbiralk.

Obstaja veliko različnih načinov za namestitev pnevmatik. Vsak od njih ima svoje prednosti in slabosti.

Hladilni pogoji so boljši za rebraste pnevmatike kot za prazne pnevmatike. V prvem primeru je koeficient prenosa toplote 10-15% višji kot v drugem, kar se upošteva pri določanju dovoljene tokovne obremenitve (PUE). Pnevmatike, ki so z ozko stranjo (rebrom) obrnjene proti sosedom, imajo večjo mehansko stabilnost.

Da bi se pnevmatike lahko premikale po majhnem dezenu, ko je temperatura podaljšana, je pnevmatika tesno pritrjena na sredini odseka in ohlapno v razdalji. Poleg tega so pri dolgih vodilih nameščeni kompenzatorji za prilagajanje temperaturnemu raztezanju. Obe zbiralki sta medsebojno povezani s fleksibilnim snopom tankih bakrenih ali aluminijastih trakov. Konci trakov zbiralke niso trdno pritrjeni na nosilni izolator, temveč drsno pritrjeni skozi vzdolžne ovalne luknje.

Za odpravo temperaturnih obremenitev so zbiralke v nekaterih primerih povezane s fiksnimi napravami (sponkami) z uporabo gibkih paketov, ki so vgrajeni na koncih togih zbiralk.

Največje uporabljene velikosti enojnih bakrenih in aluminijastih zbiralk so 120×10 mm.

Za visoke tokovne obremenitve (za bakrene zbiralke nad 2650 A in za aluminij - 2070 A) se uporabljajo večpasovne zbiralke - paketi dveh ali manj pogosto treh pasov na fazo; normalna razdalja med trakovi v paketu je enaka debelini enega traku (b).

Bližina trakov iz istega paketa drug drugemu povzroči neenakomerno porazdelitev toka med njimi: velika obremenitev pade na končne trakove paketa in manj na srednje. Na primer, v ohišju s tremi pasovi teče 40% vsakega v zunanjih trakovih in samo 20% celotnega faznega toka v sredini. Zaradi tega pojava, ki je podoben pojavu luščenja v enem prevodniku, je uporaba več kot treh AC vodil nepraktična.

Pri obratovalnih tokovih, ki presegajo dovoljene za dvopasovne avtobuse, je najbolj priporočljiva uporaba pnevmatik s profilom (kanali), ki omogočajo boljši izkoristek prevodnega materiala in doseganje visoke mehanske trdnosti.

Energetske inštalacije trenutno uporabljajo paket dveh kanalov na fazo, ki se po obliki in kp približa votlemu kvadratu. Največja velikost kanala s steno 250 mm in debelino 12,5 mm z dvema kanaloma v paketu omogoča prenos toka 12.500 A za baker in 10.800 A za aluminij.

Pnevmatike in vse zbiralke zaprte stikalne naprave so pobarvane z emajliranimi barvami v prepoznavnih barvah, kar servisnemu osebju omogoča enostavno prepoznavanje delov pod napetostjo, povezanih z določenimi fazami in tokokrogi.

Poleg tega barva ščiti pnevmatike pred oksidacijo in izboljša prenos toplote s površine. Povečanje dovoljenega toka zaradi barve zbiralke je 15-17% za bakrene in 25-28% za aluminijaste zbiralke.

Za avtobuse z različnimi fazami se uporabljajo naslednje barve: trifazni tok: faza A — rumena, faza B — zelena, faza C — rdeča; ničelne vodila: z neozemljenim nevtralnim - bela, z ozemljenim nevtralnim, kot tudi z ozemljitvenimi žicami - črna; Enosmerni tok: pozitivna tirnica je rdeča, negativna tirnica je modra.

Zbirka odprtih stikalnih naprav je lahko izvedena s gibkimi žicami ali togimi gumami. Pri napetostih 35, 110 kV in več se za povečanje koronske napetosti in zmanjšanje koronskih izgub uporabljajo samo okrogle žice.

V večini odprtih stikalnih naprav je zbiralka izdelana iz vijačnih jekleno-aluminijevih vodnikov enake izvedbe kot daljnovodi.

Bakreni vodilni vodniki se uporabljajo samo v primerih, ko se odprta stikalna naprava nahaja blizu (približno 1,5 km) ob obali slanega morja ali kemičnih obratov, katerih aktivni hlapi in vnos lahko povzročijo hitro korozijo aluminijastih vodnikov. V nekaterih primerih odprta stikalna naprava uporablja togo vodilo iz jeklenih ali aluminijastih cevi, pritrjenih na nosilne izolatorje.

Prereze pnevmatik in drugih tokovnih prevodnikov je mogoče izračunati na podlagi vrednosti delovnih tokov in dovoljenih temperatur na podlagi pogoji ogrevanja.

Kar zadeva zbiralke, ki se uporabljajo v stikalnih napravah, so njihovi preseki standardizirani in zanje so sestavljene tabele dovoljenih trajnih tokovnih obremenitev. Zato v praksi ni treba računati po formulah, ampak je dovolj, da se odločite po tabelah.

Tabele dovoljenih trajnih tokovnih obremenitev na golih zbiralkah in vodnikih so izračunane in preverjene eksperimentalno; pri njihovem sestavljanju je bila predpostavljena dovoljena temperatura ogrevanja 70 ° C pri temperaturi okolja + 25 ° C.

Takšne tabele za standardne prereze pnevmatik in žic osnovnih prevodnih materialov in določenih profilov (pravokotni, cevasti, kanalski, votli kvadratni itd.) So podani v PUE in referenčnih knjigah.

Za pravokotne zbiralke se tabelarne tokovne obremenitve sestavijo, ko so nameščene na robu; zato je treba pri praznih pnevmatikah obremenitev zmanjšati za 5 % pri pnevmatikah s širino profila do 60 mm in za 8 % pri pnevmatikah nad 60 mm. V primerih, ko se povprečna temperatura okolice razlikuje od standardne (+ 25 ° C), je treba dovoljene obremenitve pnevmatik, pridobljene iz tabel, ponovno izračunati po naslednji približni formuli:

kjer je IN dovoljena obremenitev, vzeta iz tabel.

Prerez žic je treba preveriti glede na ekonomsko gostoto toka.

Ekonomski presek žic ali vodil qEC se imenuje takšen presek, kjer se skupni letni strošek, določen s stroški kapitala in obratovalnimi stroški, izkaže za najmanjšega.

Ekonomski presek žic in vodil se dobi tako, da se največji obremenitveni tok v normalnem načinu deli z gostoto električnega toka:

Dobljeni prečni prerez glede na ekonomsko stanje zaokrožimo na najbližji standard in preverimo za dolgotrajno dovoljeno obremenitev.Opozoriti je treba, da zbiralke RU za vse napetosti niso izbrane glede na ekonomsko gostoto toka, ker ekonomični odseki pri visokih tokovih so enaki ali manjši od odsekov, izbranih za ogrevanje.

Poleg tega so pnevmatike RU preverjene glede toplotne in elektrodinamične stabilnosti v primeru kratkega stika, pri 110 kV in več pa tudi zaradi korone.

Tako morajo žice katerega koli namena izpolnjevati zahteve za največje dovoljeno ogrevanje, pri čemer se upoštevajo ne le normalni, ampak tudi zasilni načini.

Če presek prevodnika, določen z ekonomskimi in stalnimi pogoji obremenitve, ni enak prerezu, ki je potreben za druge izredne razmere (toplotna in dinamična stabilnost med kratkim stikom), potem je treba domnevati, da večji prerez ustreza vsem pogoji.

Upoštevati je treba tudi, da je treba pri vgradnji pnevmatik z velikimi preseki zagotoviti najmanjše dodatne izgube zaradi površinskega učinka in učinka bližine ter najboljše pogoje hlajenja. To je mogoče doseči z zmanjšanjem števila trakov v embalaži in njihovo pravilno prostorsko in medsebojno razporeditvijo, racionalno zasnovo embalaže, uporabo profilnih pnevmatik - koritastih, votlih itd.

Pri uporabi jeklenih pnevmatik se določitev dovoljene vrednosti toka izvede na nekoliko drugačen način.

V jeklenih pnevmatikah zaradi površinskega učinka pride do znatnega premika toka na površino prevodnika, globina penetracije ne presega 1,5-1,8 mm.

Študije so pokazale, da je dovoljena obremenitev AC jeklenih zbiralk praktično odvisna od oboda prečnega prereza zbiralke, ne pa od površine tega prečnega prereza.

Na podlagi teh študij je bila za izračun AC jeklenih vodil sprejeta naslednja metoda:

1. Najprej določite tok obremenitve vodila (za vodilo z eno stranjo, ki ne presega 300-400 A) in poiščite linearno gostoto toka:

kjer In - tok obremenitve, A; p je obseg prečnega prereza pnevmatike, mm.

Linearna gostota toka je odvisna od dovoljene temperature pregretja jeklene vodila nad temperaturo okolja. Ta odvisnost je definirana z naslednjim izrazom:

Ugotovljeno je bilo, da za vijačne spoje jeklenih pnevmatik vrednost Θ ne sme presegati 40 ° C, za varjene spoje pa se lahko poveča na 55 ° C.

Če vzamemo temperaturo okolja v0 - 35 °, potem bo linearna gostota toka za vijačne povezave enaka

in za varjene spoje

2. Na podlagi teh podatkov določimo vrednost zahtevanega oboda prečnega prereza pnevmatike:

Na obodu pnevmatik, ki imajo komplet pnevmatik, lahko preprosto izberete zahtevano velikost standardnih jeklenih trakov, pri čemer upoštevate stanje

kjer je h višina pnevmatike, mm; b - debelina pnevmatike, mm.

Zgornji izračun jeklene pnevmatike je za pnevmatike z enim profilom.

Za visoke obremenitvene tokove se lahko uporabljajo snopi več jeklenih tirnic. V tem primeru je obseg prečnega prereza enega traku pnevmatike, ki je vključen v paket, izbran ob upoštevanju naslednjih pogojev:

• za dvosmerne avtobuse

• za trosmerne avtobuse

Za poenostavitev izračunov lahko uporabite diagram odvisnosti oboda p preseka vodila od obremenitvenega toka IN.