Сегодня среди всех разновидностей токоведущих изделий, изготавливаемых из металла, высоким спросом пользуются медные и алюминиевые шины. Они являются одними из основных связующих элементов многих энергосистем (электроустановок), а так же широко применяются в электротехнике и строительстве.
Шины из меди и алюминия позволяют существенно снизить потери электроэнергии при прохождении тока по проводнику, что обусловило их использование в электро- и радиотехнике, в распределительных устройствах, в качестве элементов электрических цепей и мощных токопроводов, а также при производстве плоских шинопроводов.
Применение шинных соединений позволяет сэкономить время как при проектировании, так и при изготовлении оборудования. Монтаж шин не вызывает трудностей, их не нужно «подгонять» по размеру или зачищать, также они не требуют применения специальных обжимных элементов.
Так же шины способны гасить вибрацию, не передавая её другим элементам системы. Поэтому они часто используются вместо кабелей в тех местах системы, которые подвергаются воздействию вибрации.
Чтобы упростить выбор между алюминиевыми и медными шинами Ниже разобраны их основные отличия, преимущества и недостатки.
Видео:Медные шины и алюминиевая шина АД31Скачать
Сравнение медных и алюминиевых шин
Преимущества алюминиевых шин
Основными преимуществами алюминиевых шин над медными являются их относительная дешевизна и легкость (плотность алюминия в четыре раза меньше меди).
Преимущества медных шин
Удельная проводимость меди примерно в 1,6 раза выше, чем у алюминия. При прочих равных параметрах это позволяет:
- Использовать шины меньшего сечения;
- Добиться меньших тепловых потерь.
Помимо того, важными особенностями медных электропроводящих шин являются такие качества, как высокая пластичность и коррозионная стойкость. Применение таких изделий существенно упрощает электромонтажные работы и в целом конструкцию устройств, в которых они используются. Во многом это объясняется характеристиками, которыми обладают медные шины:
- Высокая эластичность. Медные шины легко сгибаются по длине, а также могут изгибаться на 90º в одной плоскости, не теряя при этом технические свойства. Благодаря этому готовые силовые и распределительные установки получаются более компактными и аккуратными, чем при применении обычных проводов. Более того, «формовка» шин не ограничивается единичным сгибанием — конфигурация может меняться многократно. Высокая гибкость делает медные шины устойчивыми к растяжению.
- Работа в экстремальных условиях. Медные шины не теряют форму и качества под воздействием высоких и низких температур (от –200 до +250 °C), а также не разрушаются из-за высокого напряжения — они выдерживают более высокие электрические нагрузки, чем изделия из других металлов (до 1500 В).
Благодаря высокой коррозионной стойкости и устойчивости к химикатам изделия могут использоваться практически в любых условиях.Что касается утилизации меди, она абсолютно экологически безопасна — материал может перерабатываться многократно.
Недостатки алюминиевых шин
Токопроводящие изделия из алюминия используются чаще, чем медные изделия. Но объясняется это не лучшими качествами алюминия, а его низкой стоимостью и легкостью. К сожалению, он также обладает многими недостатками. Высокая окисляемость материала на открытом воздухе может привести к появлению на поверхности проводника окисной плёнки, обладающей высоким сопротивлением и плохо проводящей ток. Более того, алюминий хрупок и может сломаться всего при нескольких сгибаниях.
По этим причинам для применения шин из алюминия существуют ограничения. Такие изделия не могут использоваться в машинах и механизмах с подвижными частями, а также в оборудовании с вибрирующим корпусом. Более того, в отличие от медных изделий алюминиевые шины не способны выдерживать столь же продолжительные токовые нагрузки.
Недостатки медных шин
К недостаткам медных шин можно отнести только их большую стоимость и больший вес одинаковых по габаритам изделий. Но последнее во-многом компенсируется тем, что для обеспечения одних и тех же характеристик токопроводности в случае с медными шинами требуются изделия намного меньших габаритов, а значит и разница в массе оказывается не настолько велика.
Медь существенно превосходит алюминий по теплопроводным и токопроводящим качествам. Даже окисляясь на воздухе, медь практически не теряет своих свойств в качестве проводника, т. к. образуемая на ней окисная плёнка — токопроводящая. Медные шины более устойчивы к изгибам и кручению. Благодаря этому они имеют явные преимущества перед алюминиевыми и в вопросах монтажа.
Более того, из-за большей удельной проводимости меди шины из этого материала изготавливаются с меньшим сечением, чем алюминиевые изделия. Это особенно важно при применении шин там, где важны габариты прибора. Также медные шины нагреваются медленнее, чем алюминиевые. Для предотвращения быстрого нагрева и падения удельной проводимости алюминиевых шин зачастую требуется дополнительное охлаждение. При использовании медных шин столь же мощные (и дорогостоящие) охлаждающие системы не потребуются.
Из-за таких качеств медные шины сегодня востребованы в тех областях деятельности, где к токоведущим изделиям предъявляются наиболее высокие требования. Их используют и в производственных целях, и в атомной энергетике, и даже в космической технике.
Читайте также: Шина заземления шз 1u шкаф 19 4×20мм медь
В компании УГМК-ОЦМ вы можете заказать медные шины минимальной партией от 300 кг. Доставка изделий может быть выполнена в срочном порядке (со складов, расположенных в Ревде, и Кирове). Чтобы сделать заказ, оформите заявку или свяжитесь с нашими менеджерами по телефонам, указанным на сайте.
Видео:Станок для резания и гибки медных и алюминиевых шинСкачать
Основные виды и типы электротехнических шин
В данной статье будут рассмотрены основные виды и типы электротехнических шин и регламентирующих их производство документов.
Электротехническая шина — это проводник с низким сопротивлением (активным и реактивным), к которому могут подсоединяться отдельные электрические цепи (в низковольтных установках и сетях) или высоковольтные устройства (электрические подстанции, высоковольтные РУ и т.д.). Использование шин обеспечивает экономию площади установки, материало- и трудозатрат.
В качестве основного материала для изготовления электротехнических шин как правило используют алюминий и медь.
Производство шин регламентируется рядом ГОСТов и технических условий:
ГОСТ 15176-89 Шины прессованные электротехнического назначения из алюминия и алюминиевых сплавов. Технические условия. В ГОСТе регламентируются параметры, в соответствии с которыми должны изготовляться алюминиевые шины — толщина, ширина, длина, площадь поперечного сечения, диаметр окружности и соответствующая им масса на 1 метр для готовых шин. Указываются допустимые предельные отклонения от указанных величин, марки алюминия, требования к качеству, внешнему виду, механическим и электрическим параметрам. Приводятся правила маркировки, упаковки и приема шин данного типа.
ГОСТ 434-78 Проволока прямоугольного сечения и шины медные для электрических целей. Технические условия. В стандарте указаны номинальные размеры и расчетные сечения медных шин, марки меди, удельное электрическое сопротивление и предельные отклонения размеров. Приводятся допустимые длины шин и массы бухт, а также возможные отклонения от данных величин. Предъявляются требования к материалу изготовления шин, внешнему виду готовых изделий (допустимые дефекты, цвета). Изложены правила упаковки, транспортировки и хранения, приемки и испытаний.
ГОСТ 10434-82 Соединения контактные электрические. Классификация. Общие технические требования. Приведена классификация контактных соединений по таким параметрам как: область применения, климатическое исполнение и категории размещения электротехнических устройств, конструктивное исполнение. Указаны требования к конструкции, электрическим и механическим параметрам, надежности и безопасности в зависимости от классификации. Даны ссылки на ряд сопутствующих ГОСТов.
ГОСТ 8617-81 Профили прессованные из алюминия и алюминиевых сплавов. Технические условия. Приведена классификация профилей данного типа (по типу, по состоянию материала и типу прочности). Даны ссылки на ГОСТы с номинальными размерами, указаны величины предельных отклонений. Описаны технические требования к маркам алюминиевых сплавов для изготовления профилей, к механическим свойствам, допустимым дефектам, качеству поверхности и внешнему виду готовых изделий. Описаны условия транспортировки и хранения, правила приемки, методы испытаний.
ТУ 1-5-009-80 Шины электротехнические из алюминиевых сплавов.
ТУ 16.705.002-77. Шины алюминиевые прямоугольные. Описаны технические условия для изготовления алюминиевых шин прямоугольным сечением. Указаны номинальные и допустимые размеры, марки сплавов, электрические характеристики.
Согласно классификации, существует несколько типов шин.
Сборная шина — это шина, к которой могут подключаться распределительные шины и блоки ввода/вывода.
Силовая шина (шина электропитания) — шина, которая служит для передачи энергии внутри силовых блоков и между элементами мощных преобразовательных устройств и характеризуется высокими значениями токов и напряжений. Силовая шина может являть собой твердую неизолированную шину, твердую шину в изоляции или конструкцию из набора чередующихся проводящих и изолирующих слоёв. Твердая неизолированная медная шина поставляется производителями с изолирующими шинодержателями различных типов и изолирующими экранами, исключающими непосредственный доступ к клеммам силовых шин. Данные шины характеризуют большая допустимая плотность тока и высокое напряжение изоляции. В качестве материала шин зачастую используется медь и медные сплавы, а также алюминий. По способу крепления силовые шины могут быть вертикальные, горизонтальные, изолированные, задние/ступенчатые и универсальные (мультистандартные).
Шина заземления — главная деталь заземляющей системы электроустановок и электросетей. Её также называют главная заземляющая шина ГЗШ. С шиной заземления соединяется рабочий ноль, защитные нулевые проводники и провода внешних заземлений. Обычно ГЗШ являет собой медную пластину с перфорированными отверстиями. Хотя иногда встречаются и стальные ГЗШ.
Перфорированная медная шина заземления
Перед подключением к ГЗШ, провода заземления должны быть опрессованы наконечником для кабелей или соединительной гильзой, а затем уже подключены на болт с гайкой (например М5). Шина также комплектуется опорными изоляторами с крепежом.
Шина заземления на опорных изоляторах с проводами заземления
Шины для крепления на DIN-рейке — шины, применяемые для крепления на монтажных рейках в электрических щитах или шкафах управления. Данный тип шин зачастую производят из латуни или луженой меди, а диэлектрическое основание, которым осуществляется крепление к монтажным рейкам, из полиамида. Шинами на din-рейку являются нулевые шины, коммутирующие в щитах нулевые провода и провода заземления, или же распределительные шины. Встречаются также шины на din-рейку в корпусе. Такие шины называются распределительными шинами в блоке или распределительными блоками.
Читайте также: Летние шины triangle tr968 225 55 r17 101v
Шина нулевая в изоляторе на DIN-рейку
Распределительная шина в блоке
Распределительная шина — это шина, подключенная к сборной шине и питающая устройство вывода. Данная шина входит в состав одной секции НКУ (низковольтного устройства распределения и управления). Одним из видов распределительных шин являются соединительные или гребенчатые шины. Они предназначены для параллельного включения модульных автоматов, УЗО, дифференциальных автоматов, контакторов и т.д. Гребенчатые шины исполняются из медной пластины прямоугольного сечения и помещаются в пластиковый корпус.
Частным случаем распределительных шин являются ступенчатые распределительные блоки. Блоки состоят из ступенчатых изоляционных опор, с помощью которых осуществляется крепление, и как правило 4-х медных шин. На шинках находятся отверстия: резьбовые (М6) для отходящих цепей и без резьбы для питания распределительного блока. Блок может устанавливаться как горизонтально (в зоне коммутационного оборудования), так и вертикально (в кабельном канале шкафа). К лицевой части блока крепится изолирующий экран.
Ступенчатый распределительный блок
Схема горизонтальной и вертикальной установки распределительного блока
Номинальные значения параметров шин указаны в приведенных в начале статьи ГОСТах. Поэтому далее в статье будут приведены лишь ключевые характеристики различных типов шин.
Выпуск алюминиевых шин марки ШАТ регламентирует ТУ 16-705 002-77. Данные шины изготавливают прямоугольным сечением. Диапазон изменения ширина шины ШАТ — от 10 до 120 мм, толщины — от 3 до 12 мм, поперечного сечения — от 30 до 1440 мм 2 . Величина удельного сопротивления не больше 0,0282 мкОм*м. Шины марок АД0 и АД31 (ГОСТ 11069-79 и ГОСТ 15176-89) изготавливаются прямоугольным сечением площадью от 30 до 25800 мм 2 . Диапазон изменения толщины данных шин — от 3 мм до 110 мм, ширины — от 6 мм до 500 мм. Значение удельного сопротивления постоянному току: шины АД0 — до 0.029 мкОм*м; шины АД31 — от 0,0325 до 0,0350 мкОм*м (зависит от типа). Диапазон длительно допустимых токов (определяется сечением шины) — от 165 А до 2300 А. Для производства шин используется алюминий А5, А5Е, А6, А7, АД00, АД0 и алюминиевые сплавы АД31 и АД31Е. Для изменения свойств материала используются следующие технологии: закаливание и естественное состаривание, закаливание и искусственное состаривание, не полное закаливание и искусственное состаривание, а также горячее прессование (без термической обработки). Длина алюминиевых шин зависит от площади поперечного сечения и должна быть равной или кратной: от 3 до 6 м для шин сечением до 0.8 см 2 ; от 3 до 8 м — для шин сечением от 0.8 до 1.5 см 2 ; от 3 до 10 м — для шин сечением более 1.5 см 2 . Колебания в длине — не более 20мм. Алюминиевые шины отличаются малым весом и невысокой стоимостью.
Медные шины согласно ГОСТ 434-78 выпускаются таких марок: ШММ — шина медная мягкая, ШМТ — шина медная твердая, ШМТВ — шина медная твердая из бескислородной меди. Минимальная и максимальная ширина медных шин — 16 мм и 120 мм, толщина — 4 мм и 30 мм, поперечное сечение — 159 мм 2 и 1498 мм 2 . Значение удельного электрического сопротивления — не больше 0,01724 мкОм*м. Диапазон длительно допустимых токов — от 210 до 2950 А (шина 120×10) и выше при большей толщине, для гибкой медной шины — от 280 до 2330 А. Масса шин в бухте должна быть в пределах от 35 кг до 150 кг. Длина шин согласно ГОСТ — от 2 до 6 м. Твердые медные шины в сравнении с мягкими обладают меньшей проводимостью и применяются там, где требуется прочный и неподвижный шинопровод. Для изготовления мягких шин используется медь марок М1, М1М, М2. Гибкие шины более распространены, они обладают большей прочностью, долговечностью и лучшими характеристиками. Для изготовления шин из бескислородной меди используют особые медные сплавы, не имеющие в своем составе оксидов. Медные шины отличают такие преимущества в сравнении с алюминиевыми: высокая удельная проводимость (в 1,6 выше чем у алюминиевых шин), механическая прочность, теплопроводность и гибкость, коррозийная стойкость, стыковые контакты с другими шинами не окисляются. По причине высокой окисляемости на открытом воздухе и хрупкости, применение алюминиевых шин имеет ряд ограничений. Они не используются в машинах и механизмах с подвижными частями или вибрирующим корпусом. Поэтому в случаях, когда к токоведущим частям предъявляются повышенные требования, применяются медные шины.
Шины являют собой токоведущие части электрических установок, соединяя между собой оборудование различного типа: генераторы, трансформаторы, синхронные компенсаторы, выключатели, разъединители, контакторы и т.д. Током нагрузки определяется сечение шин, также учитывается устойчивость к току к.з.
Читайте также: Зачем нулевая шина в щитке
Шинный мост из жестких неизолированных шин применяется: на выводах генераторов, на входах главных распределительных устройств, в соединениях трансформатора с РУ и КРУ на 6 — 10 кВ, ГРУ и трансформатора связи.
Шинный мост от силового трансформатора
Соединения из жестких неизолированных шин прямоугольным или коробчатым сечением выполняются в закрытых РУ 6 — 10 кВ (в том числе сборные шины), в качестве соединений между ГРУ и трансформатором собственных нужд, между шкафами распределительных щитов. Шины коробчатого сечения рекомендуют использовать при больших токах, они обеспечивают меньшие потери и лучшее охлаждение. Крепление жестких шин осуществляется с помощью опорных изоляторов. Гибкие шины применяются в РУ на 35 кВ и выше, в соединениях блочных трансформаторов с ОРУ.
Во всех типах соединений в низковольтных установках и сетях промышленного назначения для передачи, распределения электроэнергии и подключения управляющих устройств используются медные изолированные шины (как жесткие, так и гибкие). Конструктивно данные шины являют собой одну или несколько медных тонких пластин иногда луженых с концов, покрытых изолирующей оболочкой как правило из ПВХ или другого диэлектрика с высоким сопротивлением. Данные шины являются альтернативой как кабелям, так и жесткой ошиновке и могут служить соединением между: главной силовой машиной и распределительным оборудованием (контакторами, прерывателями цепи, переключателями и т.д.), выводом трансформатора и шинопроводом, шинопроводом и электрическим шкафом.
Коммутация гибкой изолированной шиной отходящих автоматов
Применение изолированных шин позволяет экономить место, так как шины можно располагать гораздо ближе друг к другу, чем в случае неизолированной ошиновки. Преимущества изолированных шин — устойчивость к коррозии и простота монтажа. Крепежные отверстия контактных площадок делаются пробивкой непосредственно в материале контакта, что лишает потребности в кабельных наконечниках и устраняет проблемы плохого присоединения контактов. Большим спросом пользуются именно гибкие изолированные медные шины. Их главное преимущество в сравнении с жесткими — более легкий монтаж, так как нет необходимости в специнструментах и резке шины, если нужен поворот в плоскости. Гибкая шина легко меняет форму в зависимости от потребностей монтажа. Однако ряд производителей выпускают твердые изолированные шины, в том числе и по запросу. Крепление изолированных шин осуществляется с использованием болта и контактных шайб. Затягивать необходимо ключом, имеющим ограничения по моменту затяжки. Крепеж не должен быть в смазке.
Крепление медной изолированной шины
Еще одной разновидностью гибких шин являются медные плетённые шины. Такая шина сплетена из медных полос и является очень гибкой. Она используется в местах, подверженных сверхсильной вибрации, таких например, как трансформаторные шинные мосты. Данные шины также применяются для подключения различного оборудования к шинопроводам и линиям шин. Контактные площадки плетённых шин бывают как со сверлением, так и без. Выпускаются также плетённые шины, изготовленные особым методом — диффузионной сварки под давлением. Тонкослойные материалы свариваются путем пропускания через них постоянного тока под давлением. Такие шины также называют пластинчатые шинные компенсаторы или гибкие пластинчатые шины. Они имеют большую токопроводимость и меньшее тепловыделение.
Их применяют там, где необходимы компенсация теплового расширения, вибро- или сейсмоустойчивость, а также где происходит регулярный изгиб в одной оси. Например это могут быть: гибкие токопроводы для сварочных аппаратов, автоматических выключателей, шины питания для индукционных печей и печей сопротивления и т.д.
Жесткая медная шина более всего подходит для замены кабеля, используется в распределительных устройствах, а также для изготовления шинных сборок и шинопроводов. Производителями выпускаются как перфорированные так и гладкие шины различных размеров, в соответствии с ГОСТ. Производителями шин в настоящее время выпускается множество зажимов, соединителей и шинодержателей, облегчающих монтаж и обеспечивающих надёжный контакт. Зажимы предназначены для соединения жестких и гибких шин различного типа, биметаллические пластины — для алюминиевых и медных шин.
Шинодержатели выпускаются плоские, регулируемые плоские, компактные и усиленные, ступенчатые, а также универсальные.
Производителями предлагается широкий выбор изоляторов: опорные, проходные, изоляторы типа «лесенка». Все они используются для фиксации шин внутри шкафов и корпусов. Изоляторы одной стороной крепятся с помощью болтов к монтажному корпусу, с другой к ним крепится шина.
Шинный изолятор типа «лесенка»
Производителей меди и алюминия на рынке РФ можно пересчитать «по пальцам», точнее объединяющих их холдинги. Брендов электротехнических шин огромное количество, одних только марок мы насчитали более сотни (по всем типам шин) в виду этого нами принято решение развить эту тему и создать отдельный сайт полностью посвященный электротехническим шинам.
В этой связи приглашаем всех участников рынка электротехнических шин разместить информацию о своих продуктах на новом сайте.
- Свежие записи
- Нужно ли менять пружины при замене амортизаторов
- Скрипят амортизаторы на машине что делать
- Из чего состоит стойка амортизатора передняя
- Чем стянуть пружину амортизатора без стяжек
- Для чего нужны амортизаторы в автомобиле
💡 Видео
Медные и алюминиевые шины в НКУСкачать
Медно-алюминиевые биметаллические переходные пластины плитыСкачать
Биметалл . Привет электромонтерам !Скачать
Монтаж электрощитка. Как не надо делать!Скачать
Различие гибких медных шин к МТ-1928Скачать
медно-алюминиевый биметаллический листСкачать
Мало кто знает ЭТОТ СЕКРЕТ ХОЛОДНОЙ СВАРКИ! Почему мастера не говорят про это!Скачать
Чем резать медные шины? Шинорезы серии NEO (КВТ)Скачать
Как просверлить медную шинуСкачать
ПИТАНИЕ. ч.2 СОЕДИНЕНИЕ, МЕДНЫЕ ШИНЫ И БОЛТЫСкачать
Гибка медной и алюминиевой шины ШГ-150 NEO (КВТ)Скачать
Провода, токопровод, шиныСкачать
Обжиг алюминия без потериСкачать
Медная шинаСкачать
Станок для изготовления медных и алюминиевых шинСкачать
Что такое биметаллический провод и чем биметалл хуже чем медныйСкачать
Шина меднаяСкачать
КВТ | Обзор инструмента для изготовления изделий из медной \ алюминиевой шины.Скачать
