Функции и видове шини

 

Шината е токопроводящ-проводник, използван в електроцентрали, подстанции и различни електроразпределителни системи за свързване на генератори, трансформатори и различно електрическо оборудване. Това е основна проводяща единица в електроенергийната система, обикновено под формата на електрическа шина или захранваща шина.

 

Основната функция на шината е да събира, разпределя и предава електрическа енергия. Чрез шинната система може да се постигне централизиран достъп, гъвкаво разпределение и стабилна мощност на множество източници на енергия, което я прави важен компонент за осигуряване на безопасна работа и ефективно диспечиране на електроенергийната система.

 

От функционална структурна гледна точка, системата от шини обикновено включва основни шини на оборудването, шини за свързване на оборудването, шини за променлив ток за обслужване на станции, шини за постоянен ток и малки шини във вторичните системи. При приложения с висок{1}}ток шините също служат като важни носители на високотокови съединители и високотокови контакти.

 

 

От цялостна структурна гледна точка, шините могат да бъдат разделени на три основни категории: открити шини, затворени шини и изолирани шини. Различните структурни форми показват значителни разлики в безопасността, текущата-носеща способност, използването на пространството и методите за поддръжка.

 

 

Откритите шини се отнасят за шини, които са директно изложени на въздуха, осигурени от въздушна изолация и поддържащи изолатори. Те се използват широко в традиционните електроразпределителни системи.

 

1. Класификация по материал

Медните шини притежават отлична проводимост, висока механична якост и добра устойчивост на корозия. Типичните форми включват медни шини и плътни медни шини. Поради високата цена на медните ресурси, медните шини обикновено се използват в корозивни среди или места, изискващи висок{2}}носещ капацитет, като крайбрежни райони или химически индустриални зони.

 

Алуминиевите шини са леки, с ниска-цена и богати на ресурси. Тяхната проводимост е на второ място след медта, което ги прави широко използвани във вътрешни и външни електроразпределителни системи. Те са един от най-често използваните видове медни шини.

 

Шините от алуминиева сплав включват основно два вида: алуминиеви-манганови сплави и алуминиеви-магнезиеви сплави. Първият има висока-носеща способност на ток, но относително ниска механична якост, докато вторият има висока механична якост, но слаба заваряемост, което ограничава обхвата му на приложение. Стоманените шини имат висока механична якост, но слаба проводимост и обикновено се използват само във вериги с нисък-ток, високо-напрежение или заземителни вериги, като например заземителни шини.

 

2. Класификация по форма на напречно-сечение

Шините с правоъгълно напречно-сечение се използват главно в електроразпределителни системи с напрежение 35 kV и под напрежение. Те предлагат добро разсейване на топлината, нисък скин-ефект и лесна инсталация и свързване, което ги прави често срещана шинна структура в системи с ниско- и средно-напрежение.

 

Шините с кръгло напречно-сечение се използват най-вече във външни системи за 110kV и по-високо{2}}напрежение. Основната им цел е да потискат коронния разряд и да подобрят стабилността на системата; те са типична шинна шина за високо{4}}напрежение.

 

Шините с напречно-прорезно-сечение са подходящи за приложения с висок{2}}ток, като предлагат равномерно разпределение на тока и високо използване на метала, което ги прави подходящи за системи с висок продължителен работен ток.

 

Шините с тръбно-напречно-сечение се използват най-вече в ултра{2}}високо-токови системи, притежаващи добри способности за разсейване на топлината и висока механична якост, което ги прави важна форма в системи с високо-ток-носещо напрежение на шини.

 

Усуканите гъвкави шини обикновено се състоят от многожилна алуминиева тел или многожилен алуминиев проводник със стоманена{1}}сърцевина. Подходящи за приложения с високо-напрежение на открито, те могат да поемат механично напрежение, причинено от термично разширение и свиване, и обикновено се използват за връзки между генератори и оборудване на подстанции.
 

 

Затворените шини са шинни системи, които напълно затварят проводници в корпус. Те се използват широко в-генераторни комплекти с голям капацитет и важни преносни и разпределителни възли на електроенергия и представляват важна посока за развитие на съвременните електрически системи с шини.

 

1. Класификация на затворените шини

Въз основа на материала на корпуса те могат да бъдат разделени на шини с пластмасов-корпус и шини с метален-корпус.

 

Въз основа на структурата-към-фаза, те могат да бъдат разделени на не-фазово-разделени, фазово-разделени и фазово-разделени затворени шини. Сред тях, фазово{7}}затворените шини имат независим метален корпус за всеки фазов проводник, предлагайки най-висока безопасност и надеждност.

 

2. Структурен състав на фазово-разделени затворени шини

Фазово-затворените шини обикновено се състоят от-тоководещи проводници, поддържащи изолатори, защитна обвивка, уплътнителни изолационни устройства, разширителни фуги и свързващ хардуер. Кухите алуминиеви конструкции обикновено се използват за-проводници, носещи ток, за да се намали скин-ефектът; водното охлаждане може да се използва за подобряване на-носещата способност при условия на ултра-висок ток.

 

3. Технически характеристики на фазово-разделени затворени шини

Фазово-разделените затворени конструкции значително намаляват риска от фаза-към-къси съединения и подобряват безопасността при работа. Едновременно с това, екраниращият ефект на металния корпус значително намалява външните магнитни полета и генерирането на топлина от стоманени компоненти, намалявайки загубите в системата. Тази структура е идеално подходяща за приложения с висока-мощност, висока-надеждност Power Bar BusBar.

 

Недостатъците му включват по-висока консумация на материали и производствени разходи, както и потенциалното ограничение на текущия-носещ капацитет, ако дизайнът за разсейване на топлината е неподходящ.

 

 

Изолираните шини се състоят от проводници, интегрален изолационен слой и екранираща структура. Проводниците са изцяло обвити в изолационен материал, представлявайки силно интегрирана шинна система.

 

Изолираните шини притежават пълни изолационни характеристики и разстоянието-до-фаза вече не е ограничено от нивата на напрежение, което значително намалява пространството за монтаж. Това ги прави идеални за компактни подстанции, подземни подстанции и железопътни транзитни системи.

 

Неговият модулен метод на свързване прави инсталацията по-гъвкава, позволявайки корекции въз основа на условията на обекта и избягвайки текущи проблеми с неравностите, причинени от множество паралелни кабели. Това представлява значителна посока на развитие в съвременните 3-фазни шинни системи.
 

 

С развитието на нови енергийни източници, електрически превозни средства, съхранение на енергия и големи центрове за данни се поставят по-високи изисквания към текущата-носеща способност, безопасност и надеждност на шинните системи. Независимо дали е традиционенЕлектрически медни шиниили силно интегрирани затворени и изолирани шини, те се превърнаха в незаменими ключови компоненти в системи с силен{0}}ток.

 

От гледна точка на системната интеграция, шините са не само проводящи единици, но и важни структурни носители за свързване на оборудване, оптимизиране на оформлението и подобряване на ефективността на системата. Те притежават незаменима инженерна стойност в областта на високо-токовите връзки и разпределението на енергия.