В распределительных устройствах применяют медные, алюминиевые и стальные шины.
Медные шины обладают высокой электропроводностью, механической прочностью и стойкостью к атмосферной коррозии.
Алюминиевые шины менее дефицитны и поэтому их значительно чаще используют в закрытых распределительных устройствах (ЗРУ). Недостатками алюминия являются невысокая механическая прочность при растяжении, образование трудно удаляемой оксидной пленки, обладающей значительным электрическим сопротивлением, образование гальванической пары при увлажнении мест соединения алюминия с другими металлами, приводящее к его ускоренному разрушению.
Стальные шины обладают значительным удельным сопротивлением (примерно в 7 раз большим удельного сопротивления медных шин). Стальные проводники имеют низкую коррозийную стойкость, легко окисляются (ржавеют) на воздухе. Кроме того, электрическое сопротивление стали при переменном токе сильно возрастает, поскольку сталь является магнитным материалом и ток вытесняется из средней части проводника к его поверхности (поверхностный эффект). Однако стальные шины дешевы, поэтому их применяют, но в сравнительно маломощных установках при небольших токах нагрузки.
Шины могут быть прямоугольного, круглого и коробчатого сечений. В установках до 35 кВ используют главным образом алюминиевые шины прямоугольного сечения. Сечение шин выбирают в зависимости от тока нагрузки и проверяют по режиму КЗ.
Соединение шин между собой и подсоединение их к выводам электрооборудования может быть разъемным и неразъемным. К разъемным относят соединения болтовые, винтовые, сжимаемые накладками, т. е. допускающие разборку без разрушения отдельных частей шин, к неразъемным — соединения, выполненные сваркой, пайкой и опрессованием. В распределительных устройствах шины чаще всего соединяют сваркой. В местах, где по условиям эксплуатации необходим периодический разъем, соединения шин выполняют болтовыми. Электрическое сопротивление контактного соединения после сборки на длине нахлестки должно составлять не более 1,2, а цельнометаллического соединения— не более 1,0 от сопротивления целого проводника той же длины.
Температура нагрева контактных соединений медных и алюминиевых шин не должна быть выше 90 °С, а присоединений проводников к зажимам аппаратов—не выше 95 °С в установках до 1000 В и 80 °С в установках выше 1000 В. При прохождении токов КЗ температура нагрева не должна кратковременно превышать 200°С у соединений алюминиевых проводников и 300 °С у медных.
Контроль за нагревом соединений можно осуществлять стационарными или переносными термоиндикаторами.
Для продольного перемещения шин при изменении температуры применяют температурные компенсаторы — пакеты гибких лент. В этом случае жесткое крепление шин к изоляторам выполняют в середине участка между компенсаторами, при отсутствии шинных компенсаторов — в середине общей длины шин.
Разъемные соединения осуществляют непосредственно или через переходные пластины в зависимости от характера внешней среды и материала шин. Непосредственно соединяют шины из одинаковых металлов, а также алюминиевые шины с медными в помещениях с относительной влажностью не более 80 %. При относительной влажности выше 80 % соединение осуществляют через медные или медно-алюминиевые переходные пластины. При токах более 400 А плоские зажимы рекомендуется выполнять не менее чем с двумя отверстиями под болты. Алюминиевые шины между собой и с медными должны соединяться стальными болтами, гайками и увеличенными (утолщенными) шайбами с тарельчатыми пружинами.
Рис. 1. Разъемное соединение шин:
а, б, в — с плоскими выводами аппаратов; г, д, е — с круглыми выводами аппаратов;1 — контактный зажим; 2 — алюминиевая шина или наконечник; 3 и 4—стальные болт и гайка; 5 — тарельчатая пружина; 6 и 7— стальные увеличенная и обычная шайбы; 8 — медная шина или наконечник: 9 — место соединения сваркой; 10 — алюминиевая шина, плакированная медью; 11 и 12 — увеличенная и обычная гайки из меди или сплавов
На рис. 1 показаны разъемные соединения шин.
Для застопоривания болтовых соединений медных и стальных шин применяют пружинные (разрезные) шайбы. При алюминиевых шинах их применять не рекомендуется. Для удобства фазировки при монтаже, т. е. нахождения одноименных фаз, шины РУ окрашивают эмалевыми красками. Окраска улучшает теплоотдачу и позволяет увеличить допускаемый ток нагрузки. При вертикальном расположении верхнюю шину (А) окрашивают в желтый, среднюю (В) — в зеленый, нижнюю (С) — в красный цвет, при горизонтальном расположении шину, наиболее удаленную от персонала, — в желтый, среднюю — в зеленый, а ближайшую к персоналу — в красный цвет.
В процессе ремонта шины очищают от пыли и проверяют их крепление. Для удобства осмотра гайки болтов контактных соединений должны располагаться с видимой стороны. Под головками болтов и гаек на контактных соединениях медных шин должны быть установлены нормальные стальные шайбы, а со стороны алюминиевых шин — специальные, усиленные (утолщенные) шайбы и тарельчатые пружины.
При проверке контактов затяжку болтов следует выполнять гаечными ключами с нормальным усилием руки (150—200 Н). Запрещается применять удлинители для увеличения силы нажатия, так как усилие может превзойти предел текучести материала шин и болтов. Качество контакта при ремонте проверяют щупом толщиной 0,05 мм и шириной 10 мм, который не должен проходить на глубину более 5 мм, а в процессе эксплуатации — с помощью термоиндикатора. В качестве стационарного индикатора применяют специальную пленку, наклеиваемую вблизи контактов. При температуре 60—70 °С термопленка имеет красный цвет, при дальнейшем нагревании она темнеет, что указывает на плохой контакт. При обнаружении дефектного контакта его поверхности обрабатывают. Контактные поверхности до и после обработки проверяют стальным угольником на отсутствие завалов поверхности.
Особое внимание необходимо обратить на алюминиевые шины. Оксидную пленку с них удаляют, зачищая стальной щеткой или напильником под слоем технического вазелина. По окончании обработки шины протирают тряпкой, смоченной бензином, и на обработанные поверхности наносят чистый вазелин. Для создания надежного контакта на соединениях алюминиевых шин необходимо предварительно затянуть болты с полным усилием руки (около 400 Н), затем соединение ослабить, после чего вторично затянуть болты с нормальным усилием (150—200 Н). Такая технология рекомендуется при диаметре болтов 12 мм и более, а до 10 мм обжатие не следует выполнять во избежание срыва резьбы.
При сварных соединениях основным методом контроля является внешний осмотр. Поверхность сварных швов должна быть без наплывов, швы не должны иметь трещин, прожогов, непроваров длиной более 10 % длины шва (но не более 30 мм). Кроме того, сварные соединения проверяют на целость легким постукиванием молотка. Швы стыков соединяемых шин (алюминиевых, медных с алюминиевыми) в сырых помещениях должны быть покрыты 2—3 слоями глифталевого лака.
По окончании проверки при необходимости возобновляют окраску шин эмалевой окраской.
