При магистральных схемах питания основной поток энергии от понизительного трансформатора передается в большинстве случаев при помощи мощных шинных токопроводов — шинопроводов.
При открытой прокладке шин по нижнему поясу стропильных ферм расстояния между фазами при расположении шин «ребро к ребру» принимается в пределах 150—200 мм, что приводит к большим индуктивным сопротивлениям, достигающим 0,150—0,160 Ом/км. При таких значениях индуктивного сопротивления потери напряжения ограничивают применение открытой прокладки шин по фермам в производственных помещениях токами 1000—1300 А при длине магистрали до 100—130 м.
Шинопроводы заводского изготовления на ток 1600 А и не имеющие спаренных фаз, у которых расстояния между фазами составляют 70—80 мм при взаимном расположении шин «плоскость к плоскости», имеют индуктивное сопротивление около 0,09 Ом/км.
Магистральные шинопроводы переменного тока, изготовляемые заводами Главэлектромонтажа, имеют спаренные фазы, что дает им ряд преимуществ перед другими конструкциями. В частности, индуктивное сопротивление этих шинопроводов уменьшено до 0,017— 0,023 Ом/км. Каждая фаза такого шинопровода состоит из двух надежно изолированных шин. Шины разных фаз попарно прижаты друг к другу, что обеспечивает минимальное расстояние между ними, обусловленное только толщиной изоляции.
Вследствие достаточно сильной индуктивной связи каждой половины одной фазы с двумя другими фазами образуется почти полностью уравновешенная магнитная система при несимметричном расположении пар шин в пространстве.
Шинопроводы со спаренными фазами по сравнению с обычными дают возможность увеличить пропускную способность шин на 25—30%, а потери напряжения уменьшить в 3—3,5 раза. Увеличение токов в каждой спаренной шине шинопровода, происходящее вследствие сдвига векторов примерно на угол 30° (рис. 9-12) и достигающее около 15%, является отрицательным свойством шинопроводов со спаренными фазами.
Шинопроводы со спаренными фазами обладают свойством выравнивания нагрузок отдельных шин при подключении к нему несимметричной и даже однофазной нагрузки. Это свойство проявляется только при наличии перемычек между шинами одноименных фаз в начале и конце шинопровода или в местах соединения отдельных его секций. Выравнивание нагрузок шин происходит вследствие сильной индуктивной связи каждой пары фаз. Токи, индуктированные в замкнутых витках шин шинопровода, восстанавливают равновесие и симметрию магнитных систем и тем самым восстанавливают все положительные качества шинопровода со спаренными фазами и при несимметричной нагрузке.
Рис. 9-12. Векторные диаграммы токов в шинах токопровода со спаренными фазами.
а — идеальная диаграмма; б — снятая экспериментально при реальной нагрузке на шинопроводе ШЗМ16.
В настоящее время выпускается несколько разновидностей магистральных шинопроводов переменного тока, предназначенных для применения в сетях промышленных предприятий (табл. 9-5).
Все приведенные в табл. 9-5 магистральные шинопроводы имеют изолированные алюминиевые шины, спаренные фазы и перфорированные крышки, предохраняющие от случайных прикосновений к шинам и защищающие их от повреждений. Каждый тип шинопровода изготовляется в виде отдельных типовых секций, соединяемых между собой на месте монтажа при помощи сварки или одноболтового сжима. Основными являются прямые секции шинопроводов длиной 750, 1500, 3000 и 6000 мм.
Для разветвления шинопровода на два или три направления, а также для возможности присоединения к нему кабелей или шин существуют ответвительные и присоединительные секции. Их можно устанавливать только в местах одноболтового соединения шин.
Для возможности точной установки ответвительных или присоединительных секций в заданном месте, определяемом расположением оборудования или другими условиями, а также при применении угловых или других секций при обходах препятствий возникает необходимость в подгоночных и гибких секциях токопроводов.
Подгоночные секции позволяют изменять длину на месте монтажа до нужного размера путем отрезки необходимого участка фазных шин и нулевых проводников.
Гибкие секции шинопроводов выполнены изолированными одножильными проводами и допускают поворот трассы под произвольным углом до 180°; они также позволяют осуществлять обход препятствий.
В комплекте шинопровода предусматривается, что соединение фазных шин при помощи болтовых сжимов может выполняться примерно для 30% секций комплекта. Сжимы следует предусматривать в тех местах, где выполнение сварки невозможно или затруднено условиями размещения шинопровода на трассе.
В качестве нулевого и одновременно заземляющего проводника в шинопроводе ШМА73 используются профилированные пластины из алюминиевого сплава, являющиеся одновременно боковыми стенками шинопровода и несущим элементом его конструкции.
Нулевой проводник шинопроводов ШМА68-Н и ШМА59-Н представляет собой два алюминиевых уголка, которые также выполняют функции опорных элементов конструкции. Соединение нулевых проводников шинопроводов ШМА.73 и ШМА68-Н — только болтовое, а шинопровода ШМА59-Н — сварное.
Конструкция шинопроводов ШЗМ16, разработанного институтом ВНИИПЭМ и выпускаемого заводами Укрглавэлектромонтажа, значительно отличается от конструкции описанных выше шинопроводов серии ШМА.
В шинопроводе ШЗМ16 шины фаз имеют сплошную изоляцию и плотно сжаты профилированной оболочкой из алюминиевого сплава так, что обеспечивается непрерывное крепление шин по всей длине секции.
Примечание. Ш — токопровод шинный (шинопровод); М — магистральный; А — алюминиевые шины; 73, 66, 59 — год разработки; Н — с нулевым проводом (четырехпроводный); 3 — трехфазный.
Оболочка шинопровода сплошная, без отверстий, что делает эту конструкцию закрытой, соответствующей степени защи ты ΙΡ31 по ГОСТ 14254-69.
В качестве нулевого проводника в шинопроводе ШЗМ16 используется его сплошная алюминиевая оболочка.
