Гребенчатая шина для подключения групповых автоматов

Конструкции распределительных устройств

4.1.19. Конструкции РУ, НКУ и устанавливаемая в них аппаратура должны соответствовать требованиям действующих стандартов.

4.1.20. Распределительные устройства и НКУ должны быть выполнены так, чтобы вибрации, возникающие при действии аппаратов, а также от сотрясений, вызванных внешними воздействиями, не нарушали контактных соединений и не вызывали разрегулировки аппаратов и приборов.

4.1.21. Поверхности гигроскопичных изоляционных плит, на которых непосредственно монтируются неизолированные токоведущие части, должны быть защищены от проникновения в них влаги (пропиткой, окраской и т.п.)

В устройствах, устанавливаемых в сырых и особо сырых помещениях и открытых установках, применение гигроскопических изоляционных материалов (например, мрамора, асбестоцемента) не допускается.

4.1.22. Конструкции РУ и НКУ должны предусматривать ввод кабелей без нарушения степени защиты оболочки, места для прокладки разделки внешних присоединений, а также наименьшую в данной конструкции длину разделки кабелей. Должен быть обеспечен доступ ко всем обслуживаемым аппаратам, приборам, устройствам и их зажимам. Распределительное устройство должно иметь устройства для подключения нулевых рабочих (N), заземляющих (РЕ) и совмещенных (PEN) проводников внешних кабелей и проводов. В случае когда внешние кабели по сечению или количеству не могут быть подключены непосредственно к зажимам аппаратов, конструкция РУ должна предусматривать дополнительные зажимы или промежуточные шины с устройствами для присоединения внешних кабелей. Распределительные устройства и НКУ должны предусматривать ввод кабелей как снизу, так и сверху, или только снизу или только сверху.

Правила монтажа

При установке соединителей необходимо руководствоваться правилами по электромонтажу, касающимися подобных устройств. За счет этого повышается безопасность и надежность электрооборудования. Основные принципы монтажа таковы:

1. Перед установкой гребенки необходимо убедиться в механической целостности межфазной изоляции. Прозвонить выводы мультиметром на предмет КЗ. Это уменьшит риск межфазного замыкания.
2. Пластиковая выступающая часть гребенчатой шины должна находиться со стороны рычага автомата и полностью закрывать проводящие части. Гребенка устанавливается так, чтобы медные выводы были недоступны для касания обслуживающим персоналом.
3. Некоторые модели автоматических выключателей имеют 2 вида клеммников. Одни предназначены для подключения штыревых гребенок, другие для вилочных. Перед монтажом необходимо выяснить с чем именно вы имеете дело.
4. Вилочные гребенки применяются на токах до 63 А. Перегрузка изделия приведет к нагреву, расплавлению изоляции и межфазному КЗ.

Предисловие

РАЗРАБОТАНО с учетом требований государственных стандартов, строительных норм и правил, рекомендаций научно-технических советов по рассмотрению проектов глав. Проекты глав рассмотрены рабочими группами Координационного совета по пересмотру ПУЭ

ПОДГОТОВЛЕНО ОАО «Институт Теплоэлектропроект»

согласовано в установленном порядке с Госстроем России, Госгортехнадзором России, РАО «ЕЭС России» (ОАО «ВНИИЭ»)

УТВЕРЖДЕНО Минэнерго России, приказ от 20 июня 2003 г. N 242

Требования Правил устройства электроустановок обязательны для всех организаций независимо от форм собственности и организационно-правовых форм, а также для физических лиц, занятых предпринимательской деятельностью без образования юридического лица

С 1 ноября 2003 г. утрачивает силу гл. 4.1 Правил устройства электроустановок шестого издания

Общие требования

4.1.2. Выбор проводов, шин, аппаратов, приборов и конструкций должен производиться как по нормальным условиям работы (соответствие рабочему напряжению и току, классу точности и т.п.), так и по условиям работы при коротком замыкании (термические и динамические воздействия, коммутационная способность).

4.1.3. Распределительные устройства и НКУ должны иметь четкие надписи, указывающие назначение отдельных цепей, панелей, аппаратов. Надписи должны выполняться на лицевой стороне устройства, а при обслуживании с двух сторон также на задней стороне устройства (см. также гл. 3.4). Распределительные устройства, как правило, должны иметь мнемосхему.

4.1.4. Относящиеся к цепям различного рода тока и различных напряжений части РУ должны быть выполнены и размещены так, чтобы была обеспечена возможность их четкого распознавания.

4.1.5. Взаимное расположение фаз и полюсов в пределах всего устройства должно быть одинаковым. Шины должны иметь окраску, предусмотренную в гл. 1.1. В РУ должна быть обеспечена возможность установки переносных защитных заземлений.

4.1.6. Все металлические части РУ и НКУ должны иметь антикоррозийное покрытие.

4.1.7. Заземление и защитные меры безопасности должны быть выполнены в соответствии с гл. 1.7.

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 :

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 :

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 .

3.3. Определяем наибольшее удельное усилие при трехфазном КЗ по выражению 3.74 :

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 ;

3.4. Определяем максимальную силу, действующую на шинную конструкцию при трехфазном КЗ, данное значение нам понадобиться для проверки опорных изоляторов на механическую прочность :

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 :

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:

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.

Шины, провода, кабели

4.1.15. Открытые токоведущие части, как правило, должны иметь изоляционное покрытие. Между неподвижно укрепленными токоведущими частями разной полярности, а также между ними и открытыми проводящими частями должны быть обеспечены расстояния не менее 20 мм по поверхности изоляции и не менее 12 мм по воздуху. От неизолированных токоведущих частей до ограждений должны быть обеспечены расстояния не менее 100 мм при сетчатых и 40 мм при сплошных съемных ограждениях.

4.1.16. В пределах панелей, щитов и шкафов, установленных в сухих помещениях, изолированные провода с изоляцией, рассчитанной на напряжение не ниже 660 В, могут прокладываться по металлическим, защищенным от коррозии поверхностям вплотную один к другому. В этих случаях для силовых цепей должны применяться снижающие коэффициенты на токовые нагрузки, приведенные в гл. 2.1.

4.1.17. Защитные (РЕ) проводники и шины могут быть проложены без изоляции. Нулевые рабочие (N) проводники, шины и совмещенные (PEN) проводники прокладываются с изоляцией.

4.1.18. Электропроводки цепей управления, измерения и другие должны соответствовать требованиям гл. 3.4. Прокладка кабелей должна соответствовать гл. 2.3. Проходы кабелей как снизу, так и сверху, внутрь панелей, шкафов и т.п. должны осуществляться через уплотняющие устройства, предотвращающие попадание внутрь пыли, влаги, посторонних предметов и т.п.

Типичные ошибки при монтаже

Подключение гребенчатой шины не является сложной операцией. Достаточно базового понимания того, как и куда должен протекать электрический ток. Однако даже опытные электромонтажники периодически допускают ошибки подключения гребенки:

1. При монтаже необходимо учитывать максимальный ток изделия. Еще лучше использовать гребенчатую шину с запасом по току.
2. В некоторых случаях целесообразно учесть и напряжение. Изоляция типичной гребенки рассчитана на 500 В. Иногда на производстве используется и более высокий вольтаж.
3. Не стоит забывать про вилкообразные шины. Их максимальный ток составляет 63 А.
4. Ошибки при выборе гребенки. Этот вид соединителя приобретается после покупки автоматических выключателей, когда известно их точное количество и расположение.

Разновидности гребенок

Не существует универсальной соединительной шины, подходящей под любые автоматические выключатели. Автоматы обладают отличающимися габаритами, количеством выводов и прочими характеристиками. Поэтому и гребенки бывают самыми разнообразными.

По форме контактов выделяются 2 вида гребенчатых шин:

1. Штыревой (зубчатый). Универсальный контакт, подходящий к любым автоматам.
2. Вилкообразный. Используется там, где шину необходимо зажимать под винты.

Гребенки отличаются по длине, то есть по количеству автоматов, которые к ним возможно подключить. При необходимости слишком длинную шину допустимо укоротить ножовкой. Но предпочтительней использовать изделия на стандартное количество автоматов:

• 12;
• 24;
• 36;
• 48.

Есть отличия и в количестве подключаемых фаз. С этой точки зрения соединительные шины бывают следующих типов:

1. На 1 полюс (1P). Используется для подключения однофазных групповых автоматов.
2. На 2 полюса (2P). УЗО, дифавтоматы и любые другие устройства, требующие подключение фазы и нуля.
3. На 3 полюса (3P). Используются для подключения трехфазных групповых автоматов.
4. На 4 полюса (4P+N). Трехфазные автоматы и устройства, для работы которых необходим нулевой провод (трехфазные УЗО).

Штыревая соединительная шина для трехфазной сети

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 .

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 :

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 :

Принимаем шины марки АД31Т1 сечением 80х10 мм.

Установка распределительных устройств на открытом воздухе

4.1.28. При установке распределительных устройств на открытом воздухе необходимо соблюдать следующие требования:

1. устройство должно быть расположено на спланированной площадке на высоте не менее 0,2 м от уровня планировки и должно иметь конструкцию, соответствующую условиям окружающей среды. В районах, где наблюдаются снежные заносы высотой 1 м и более, шкафы следует устанавливать на повышенных фундаментах;
2. должен быть предусмотрен местный подогрев для обеспечения нормальной работы аппаратов, реле, измерительных приборов и приборов учета в соответствии с требованиями государственных стандартов и других нормативных документов. В шкафах должно быть предусмотрено местное освещение.

• 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

Производители гребенок

В продаже представлено множество гребенчатых шин от разных заводов изготовителей. Как правило, выпуском этих изделий занимаются те же компании, что производят автоматические выключатели. Из наиболее известных брендов выделяются следующие:

• ABB;
• Schneider Electric;
• EKF;
• Legrand;
• WAGO;
• отечественный IEK.

Шина гребенка для дифавтоматов Schneider Electric

Гребенчатые соединители заметно упрощают электромонтаж. Вместе с тем сокращается и обще время сборки щита. Однако за такое удовольствие нужно платить. Здесь каждый решает сам, нужно оно ему или нет.

Если выбор сделан в пользу гребенок, то необходимо задуматься об их технических характеристиках. Гребенка должна соответствовать суммарной мощности всех потребителей, которые через нее будут питаться

Не менее важно разобраться и с конструктивными особенностями. Ведь есть модели на 1, 2, 3 и 4 полюса, и каждая уместна в своей ситуации

Установка приборов и аппаратов

4.1.8. Аппараты и приборы следует располагать так, чтобы возникающие в них при эксплуатации искры или электрические дуги не могли причинить вреда обслуживающему персоналу, воспламенить или повредить окружающие предметы, вызвать КЗ или замыкание на землю.

4.1.9. Аппараты рубящего типа должны устанавливаться так, чтобы они не могли замкнуть цепь самопроизвольно, под действием силы тяжести. Их подвижные токоведущие части в отключенном положении, как правило, не должны быть под напряжением.

4.1.10. Рубильники с непосредственным ручным управлением (без привода), предназначенные для включения и отключения тока нагрузки и имеющие контакты, обращенные к оператору, должны быть защищены несгораемыми оболочками без отверстий и щелей. Указанные рубильники, предназначенные лишь для снятия напряжения, допускается устанавливать открыто при условии, что они будут недоступны для неквалифицированного персонала.

4.1.11. На приводах коммутационных аппаратов должны быть четко указаны положения «включено», «отключено».

4.1.12. Должна быть предусмотрена возможность снятия напряжения с каждого автоматического выключателя на время его ремонта или демонтажа. Для этой цели в необходимых местах должны быть установлены рубильники или другие отключающие аппараты. Отключающий аппарат перед выключателем каждой отходящей от РУ линии не требуется предусматривать в электроустановках:

• с выдвижными выключателями;
• со стационарными выключателями, в которых во время ремонта или демонтажа данного выключателя допустимо снятие напряжения общим аппаратом с группы выключателей или со всего распределительного устройства;
• со стационарными выключателями, если обеспечена возможность безопасного демонтажа выключателей под напряжением с помощью изолированного инструмента.

4.1.13. Резьбовые (пробочные) предохранители должны устанавливаться так, чтобы питающие провода присоединялись к контактному винту, а отходящие к электроприемникам — к винтовой гильзе (см. гл. 3.1).

4.1.14. Установку приборов и аппаратов на РУ и НКУ следует производить в зоне от 400 до 2000 мм от уровня пола. Аппараты ручного оперативного управления (переключатели, кнопки) рекомендуется располагать на высоте не более 1900 мм и не менее 700 мм от уровня пола. Измерительные приборы рекомендуется устанавливать таким образом, чтобы шкала каждого из приборов находилась на высоте 1000-1800 мм от пола.

Установка распределительных устройств в электропомещениях

4.1.23. В электропомещениях (см. 1.1.5.) проходы обслуживания, находящиеся с лицевой или с задней стороны щита, должны соответствовать следующим требованиям:

1. ширина проходов в свету должна быть не менее 0,8 м, высота проходов в свету не менее 1,9 м. Ширина прохода должна обеспечивать удобное обслуживание установки и перемещение оборудования. В отдельных местах проходы могут быть стеснены выступающими строительными конструкциями, однако ширина прохода в этих местах должна быть не менее 0,6 м;
2. расстояния от наиболее выступающих неогражденных неизолированных токоведущих частей (например, отключенных ножей рубильников) при их одностороннем расположении на высоте менее 2,2 м до противоположной стены, ограждения или оборудования, не имеющего неогражденных неизолированных токоведущих частей, должны быть не менее:
   • 1,0 м — при напряжении ниже 660 В при длине щита до 7 и 1,2 м при длине щита более 7 м;
   • 1,5 м — при напряжении 660 В и выше. Длиной щита в данном случае называется длина прохода между двумя рядами сплошного фронта панелей (шкафов) или между одним рядом и стеной;
3. расстояния между неогражденными неизолированными токоведущими частями и находящимися на высоте менее 2,2 м при их двухстороннем расположении должны быть не менее:
   • 1,5 м — при напряжении ниже 660 В;
   • 2,0 м — при напряжении 660 В и выше;
4. неизолированные токоведущие части, находящиеся на расстояниях, меньших приведенных в пп. 2 и 3, должны быть ограждены. При этом ширина прохода с учетом ограждений должна быть не менее оговоренной в п.1;
5. неогражденные неизолированные токоведущие части, размещенные над проходами, должны быть расположены на высоте не менее 2,2 м;
6. ограждения, горизонтально размещаемые над проходами, должны быть расположены на высоте не менее 1,9 м;
7. проходы для обслуживания щитов при длине щита более 7 м должны иметь два выхода. Выходы из прохода с монтажной стороны щита могут быть выполнены как в щитовое помещение, так и в помещения другого назначения. При ширине прохода обслуживания более 3 м и отсутствии маслонаполненных аппаратов второй выход необязателен. Двери из помещений РУ должны открываться в сторону других помещений (за исключением РУ выше 1 кВ переменного тока и выше 1,5 кВ постоянного тока) или наружу и иметь самозапирающиеся замки, отпираемые без ключа с внутренней стороны помещения. Ширина дверей должна быть не менее 0,75 м, высота не менее 1,9 м.

4.1.24. В качестве ограждения неизолированных токоведущих частей могут служить сетки с размерами ячеек не более 25х25 мм, а также сплошные или смешанные ограждения. Высота ограждений должна быть не менее 1,7 м.

Плюсы и минусы соединительных шин

Гребенчатые соединители вытесняют из практики электромонтеров классические перемычки из проводов. Это объясняется достоинствами, которыми они обладают в сравнении с устаревшими методами монтажа:

1. Подключение автоматов выполняется на порядок быстрее. Гораздо проще вставить и затянуть гребенку, чем сидеть вручную нарезать перемычки.
2. Более надежный контакт. За счет увеличения площади соприкосновения клеммника автомата и вывода гребенки.
3. Двукратное уменьшение количества контактов, вставляемых в автомат. Вместо 2 проводов от перемычек необходимо вставить 1 штырь от гребенки. Этот фактор повышает надежность распределительной коробки.

Существуют и недостатки:

1. При ремонте контактных соединений автомата необходимо снять всю гребенку. Иначе выключатель не получится стянуть с DIN-рейки.
2. Для установки дополнительных автоматических выключателей потребуется приобретать новую шину большей длины. Поэтому гребенку лучше не использовать на временном оборудовании или сразу устанавливать дополнительные модульные устройства на будущее.
3. Цена. Старые перемычки из проводов практически бесплатные. Их можно сделать хоть из обрезков проводов, валяющихся под ногами. Гребенчатую шину придется покупать в магазине.

Соединение автоматов проводами обходится дешевле

Установка распределительных устройств в производственных помещениях

4.1.25. Распределительные устройства, установленные в помещениях, доступных для неквалифицированного персонала, должны иметь токоведущие части, закрытые сплошными ограждениями, либо должны быть выполнены со степенью защиты не менее IP2X. В случае применения РУ с открытыми токоведущими частями оно должно быть ограждено и оборудовано местным освещением. При этом ограждение должно быть сетчатым, сплошным или смешанным высотой не менее 1,7 м. Дверцы входа за ограждение должны запираться на ключ. Расстояние от сетчатого ограждения до неизолированных токоведущих частей устройства должно быть не менее 0,7 м, а от сплошных — в соответствии с 4.1.15. Ширина проходов принимается в соответствии с 4.1.23.

4.1.26. Оконцевание проводов и кабелей должно быть выполнено так, чтобы оно находилось внутри устройства.

4.1.27. Съемные ограждения должны выполняться так, чтобы их удаление было невозможно без специального инструмента. Дверцы должны запираться на ключ.

Форма выводов

Наиболее распространены гребенчатые шины со штыревыми отводами (гребенки типа pin). Англоязычное название — pin. Они подходят к большинству современных автоматических выключателей. Выводы у таких шин сложнее погнуть при транспортировке. Поэтому во время монтажа возникает меньше проблем с установкой в отверстия автоматических выключателей.

Второй вид отводов — вилкообразный (тип fork). Используются сравнительно реже. Подходят не ко всем образцам современного оборудования. Соединительные шины с вилкообразными выводами не рекомендуется использовать для мощных нагрузок. Обычно их ставят в щиток с максимальным током до 63 А.

Гребенка двухполюсная вилкообразная