Как рассчитать сечение прямоугольной шины

При проектировании распределительных устройств в трансформаторных подстанциях, многие проектные организации закладывают заниженное сечение шин.

Вот некоторые неточности

По новым правил ПУЭ (издание 5) на ток свыше 2000А нулевая шина допускается на половину сечения фазной шины, но верно ставить всегда такое же сечение шины как и все. Для подбора шины смотрите рисунок.

Обслуживающие организации хотят видеть по высокой стороне на 6 – 10кВ медную ошиновку. Мы считаем, что это излишне. Да, алюминий (шина АД31) со временем, через 30 лет потеряет свои первоначальные качества в отличии от медной. Но, принимая участие в тендерах, все хотят удешевить комплектацию и закладывают алюминий.

В этом нет ничего «криминального». Заказчик трансформаторной подстанции сам считает, что ему выгодно. При государственном финансировании (в тендерах) при изготовлении во многих подстанциях и на высокой и на низкой стороне устанавливают алюминий.

Алюминий в три раза дешевле меди.

Эксплуатанты-энергетики бетонных, на сэндвич-панелях КТП ленятся проводить подтяжку болтовых креплений шин и заказывают только медь. Но это ошибочно апеллировать к условиям материала шины. Подтягивать во время остановки производства нужно всегда! Но есть способ избежать болтовых соединений – аргоновая сварка алюминиевых шин.

Плюсы выбора шины со сваркой в аргоновой среде

• красивый внешний вид;
• отсутствие ослабления контакта.

• неизвестно насколько плотно заварил сварщик две шины, отсюда перегрев на швах;
• неплотное примыкание шин;
• бывает больше измерительных приборов в шкафу и для их демонтажа стоит устанавливать шины с болтовым соединением.

C уважением к Вам и Вашей работе, гл.энергетик Сергеев В.А.

Комментарии

Добрый день! Все же в последнее время идет тенденция установки и медной шины по высокой стороне. Особенно это любят военные.

Да, спасибо за дополнение. Если в ТЗ указана медь, то ставим медь. Не хотелось бы потом менять шины где-нибудь на Севере с мишками, если отступим от проекта.

Видео:Расчет распределения тока по сечению шины с помощью 3D модели в программе ELCUT Busbar 3D model ElcСкачать

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).

Видео:Как считать размер шин. Расчёт и расшифровка размеров и обозначений.Скачать

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.

Видео:Маркировка шин: расшифровка размера, даты производства и других обозначенийСкачать

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.

Видео:Как понять, когда протектор износился и шины пора менятьСкачать

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.

1. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию. Том I. А.А. Федоров, 1986 г.
2. Электрооборудование станций и подстанций. Второе издание. Л.Д. Рожкова, В.С. Козулин. 1980 г.
3. 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» и «PayPal» .

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 будет рассматриваться выбор кабеля (провода) по нагреву при повторно-кратковременном.

В данном примере нужно выбрать сечение гибких шин для питания ЗРУ-10 кВ от силового трансформатора типа.

В данной статье будет рассматриваться пример расчета реактивной мощности воздушной линии напряжением 10.

Требуется определить потери активной и реактивной мощности в автотрансформаторе типа АТДЦТН-125000/220/110.

Требуется определить относительную величину потери напряжения автотрансформатора типа АТДЦТН-125000/220/110.

Отправляя сообщение, Вы разрешаете сбор и обработку персональных данных.
Политика конфиденциальности.

Видео:Измеряем и проверяем остаточную глубину протектора специальнам измерителем СВОИМИ СИЛАМИСкачать

Как рассчитать сечение прямоугольной шины

Видео:Асимметричные шины с ненаправленным рисунком. Как правильно установить автошиныСкачать

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

Алюминивые жилы, проводов и кабелей

В расчете применялись: данные таблиц ПУЭ; формулы активной мощности для однофазной и трехфазной симметричной нагрузки

Видео:Левые и правые шины. Асимметричные и направленные. Разница?Скачать

Таблица шин прямоугольного сечения

Шины прямоугольного сечения медные, алюминиевые и стальные при одной полосе на фазу при переменном токе.

Видео:Грибок в руках у профи. Как правильно отремонтировать прокол протектора на легковой шине.Скачать

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 т_6й6 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 т_н – превышение температуры на поверхности изоляции; А0 – температурный перепад по толщине изоляции. При этом выполняется условие т_н 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 D_l; 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 =I_lyJl±(A0/65), где 1_Х – значение тока по справочным данным.

Видео:Как устанавливать асимметричные шины?Скачать

ВЫБОР, РАСЧЕТ И ПРОВЕРКА ШИН, ОСНОВНЫХ КОММУТАЦИОННЫХ АППАРАТОВ И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Видео:КАК ОПРЕДЕЛИТЬ ВЫСОТУ ПРОТЕКТОРА ШИН НЕ ИМЕЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТСкачать

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 I_доп – длительно-допускаемый ток для шины данного сечения и материала, А;

I_раб.max. – максимальный длительный ток нагрузки, А.

Максимальный длительный ток нагрузки находится по формуле:

где S_н.тр –номинальная мощность трансформатора, Sн.тр=16000 кВА;

U_н –номинальное напряжение первичной обмотки трансформатора, U_н =110 кВ;

К_пер–коэффициент перегрузки, К_пер =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 К_пер – коэффициент допустимой перегрузки трансформатора, равный 0,7;

S_нтр – номинальная мощность понижающего трансформатора, кВА;

U_н2 – 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).

Видео:ЗАПОМНИ эти ДВА РАЗМЕРА Профильной Трубы! | КРУТАЯ ИДЕЯ из Профтрубы!!!Скачать

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

1. ГОСТ 16774-2015 – Трубы медные прямоугольного и квадратного сечений. Технические условия.
2. 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).

🎥 Видео

Топ 2 ошибки при сварке профильной трубы.Решение здесь!!!Скачать

Жёсткость шины и высота профиля. Размеры шин. Как выбрать.Скачать

Всего за 2 минуты определить направление движения у колеса, если нет Никаких ОбозначенийСкачать

Что означает МАРКИРОВКА НА ШИНАХ / Значение всех цифр и букв на резинеСкачать

ЕСЛИ ЭТО НЕ УКАЗАНО НА ШИНАХ - ЭТО ПОДДЕЛКА!Скачать

WINRUN R330 – отзыв о летних шинахСкачать

Что означает маркировка на шинах! Значение цифр и букв на резине.Скачать

Шинный калькулятор Онлайн для всех автомобилейСкачать

Износ шинСкачать