Допустимые токовые нагрузки на алюминиевые шины прямоугольного сечения

Размеры шины, мм	Допустимый ток при числе полос на фазу, А				Масса 1 м полосы, кг
	1	2	3	4
15x3	165	-	-	-	0,122
20x3	215	-	-	-	0,162
25x3	265	-	-	-	0,203
30x4	365/370	-	-	-	0,324
40x4	480	— /855	-	_	0,432
40x5	540/545	— /965	-	-	0,540
50x5	665/670	— /1180	— /1470	-	0,675
50x6	740/745	— /1350	— /1665	-	0,810
60x6	870/880	1350/1555	1720/1940	-	0,972
80x6	1150/1170	1630/2055	2100/2460	-	1,296
100x6	1425/1455	1935/2515	2500/3040	-	1,620
60x8	1025/1040	1680/1840	2180/2330	-	1,296
80x8	1320/1355	2040/2400	2620/2975	-	1,728
100x8	1625/1690	2390/2945	3050/3620	-	2,160
120x8	1900/2040	2650/3350	3380/4250	-	2,592
60х10	1155/1180	2010/2110	2650/2720	-	1,620
80х10	1480/1540	2410/2735	3100/3440	-	2,160
100х10	1820/1910	2860/3350	3650/4160	4150/4400	2,700
120x10	2070/2300	3200/3900	4100/4860	4650/5200	3,240

Примечание.

В числителе приведена нагрузка при переменном, а в знаменателе — при постоянном токе.

Таблица 5.4

Допустимые токовые нагрузки на алюминиевые шины трубчатого сечения

Обозначения	Внутренний диаметр d, мм	Наружный диаметр D, мм	Допустимый ток Iлоп, А
13/16	13	16	295
17/20	17	20	345
18/22	18	22	425
27/30	27	30	500
26/30	26	30	575
25/30	25	30	640
36/40	36	40	765
35/40	35	40	850
40/45	40	45	935
45/50	45	50	1040
50/56	50	56	1145
54/60	54	60	1340

В настоящее время на подстанциях применяют в основном шины из алюминия марок А6 и А5. Их изготовляют двух типов: прямоугольные и круглые.

Условное обозначение шины 60х6 расшифровывается следующим образом: шина прямоугольная размером 60х6 мм.

Жесткие токоведущие части, выбранные по условию (5.1) и таблицам 5.3 и 5.4, должны быть проверены на термическую и элек­тродинамическую стойкость по режиму короткого замыкания.

Проверка на термическую стойкость для жестких шин прово­дится аналогично и по тем же выражениям (5.2) и (5.3), что и для гибких токоведущих частей.

Проверка на электродинамическую стойкость жестких шин, крепящихся на опорных изоляторах, производится сравнением механического напряжения в шине _расч , вызванного ударным током короткого замыкания с допустимым механическим напряжением для выбранного материала шины _доп , МПа

(5.7)

Вначале необходимо определить расчетное механическое напряжение на шине, МПа

(5.8)

где i_y – ударный ток трехфазного короткого замыкания, кА; l – расстояние между соседними изоляторами одной фазы, м; а – расстояние между осями шин соседних фаз, м; W – момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярной действию усилия, м³.

Расстояние между изоляторами одной фазы и между фазами принимаются равными:

- для РУ – 3,3 кВ

l = 1 м, а = 0,25 м (жесткие шины прямоугольного сечения);

- для РУ – 10 кВ

l = 1,25 м, а = 0,35 м (жесткие шины прямоугольного сечения);

- для РУ – 27,5 и 35 кВ

l = 4 м, а = 1 м (жесткие сборные шины трубчатого сечения).

Момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярно действию усилия определяется размерами шины, ее формой поперечного сечения и количеством полос в фазе.

Для прямоугольных шин, расположенных плашмя, м³

(5.9)

где в — узкая сторона шины (ребро), м; h — широкая сторона шины, м.

Для прямоугольных шин, поставленных на ребро, м³

(5.10)

При двух полосах в одной фазе, расположенных плашмя, м³

W = 0,333 вh². (5.11)

При трех полосах в одной фазе, расположенных плашмя, м³

W = 0,333 вh² (5.12)

При двух полосах в одной фазе, поставленных на ребро, м³

W = 1,44 hв². (5.13)

При трех полосах в одной фазе, поставленных на ребро, м³

W =3,3 hв². (5.14)

Для шин круглого сплошного сечения, м³

W = 0,l D³, (5.15)

где D — диаметр шины, м.

Для шин трубчатого сечения, м³

(5.16)

где D — наружный диаметр, м; d— внутренний диаметр, м.

Шины будут электродинамически устойчивы, если выполнено условие (5.7). При этом допустимое механическое напряжение материалa шин принимают, МПа:

- алюминий (А5 и А6)........................................................................................ 40;

- алюминиевый сплав АДО................................................................................. 65;

- алюминиевый сплав АД31Т закаленный и естественно состаренный)........ 75;

- алюминиевый сплав АД31Т1 закаленный и искусственно состаренный)...... 90;

- медь...................................................................................................................... 140;

- сталь..................................................................................................................... 160.

Если условие электродинамической устойчивости не выполняется его надо добиться, изменяя длину пролета, форму сечения шин или материала.

Если каждая фаза выполнена из двух и более полос жестких шин прямоугольного сечения, что имеет место при больших рабочих токах то возникают усилия между полосами и фазами. Усилие между полосами не должно приводить к их соприкосновению. Для уменьшения этого усилия в пролете между полосами устанавливают прокладки. Пролет между прокладками L_n выбирают таким образом, чтобы электродинамические силы, возникающие при коротком замыкании, не вызывали соприкосновения полос, обычно

(5.17)

Механическое напряжение в многополосных шинах складывается из двух напряжений: от взаимодействия шин разноименных фага; _ф и от взаимодействия полос пакета одной фазы _п и определяется

(5.18)

Механическое напряжение от взаимодействия шин разноимен­ных фаз определяется из формулы (5.3), а от взаимодействия полос пакета одной фазы, МПа

(5.19)

где i — ударный ток короткого замыкания, кА; l_п — расстоя­ние между прокладками, определяемое по (5.17), м; b — расстоя­ние между полосами жестких шин в одной фазе, м; W_n — момент сопротивления пакета, определяемый по (5.11)—(5.14), м³; К_ф — коэффициент формы, определяемый по табл. 5.5, в зависимости от соотношения сторон прямоугольных шин и числа полос в фазе.

Таблица 5.5