Длительно допустимый ток стальных шин
При прохождении тока по проводнику последний нагревается. Количество энергии, выделенное неизменным током, определяется из выражения:
где Часть выделяемого тепла идет на повышение температуры проводника, а часть отдается в окружающую среду.Находящиеся в воздухе шины охлаждаются главным образом путем конвекции, обусловленной движением воздуха вблизи поверхности проводника. Отвод тепла путем лучеиспускания невелик вследствие сравнительно малых температур нагрева проводника. Отвод тепла за счет теплопроводности ничтожен из-за малой теплопроводности воздуха.
Температура токопровода при прохождении тока повышается до наступления теплового равновесия, когда тепло, выделяемое в проводнике, оказывается равным теплу, отводимому с его поверхности в окружающую среду. Превышение температуры проводника над температурой окружающей среды пропорционально количеству выделяемого тепла, а следовательно, квадрату длительно проходящего но проводнику тока и зависит от условий прокладки шин.
Задача расчета шин на нагревание обычно сводится к определению тока, при котором температура проводника не превышает допустимого значения. При этом должны быть известны допустимая температура нагрева проводника, условия его охлаждения и температура окружающей среды. Предельно допустимая температура нагрева шин при длительной работе равна 70°С. Такая температура в основном принята для обеспечения удовлетворительной работа болтовых контактов, как правило, имеющихся в ошиновках. При кратковременном нагреве, например, токами к. з. допустимы предельные температуры для медных шин 300°С, для алюминиевых 200°С. Длительная работа шин при температуре, превышающей 110°С, приводит к значительному снижению их механической прочности вследствие отжига. Расчетная температура окружающей среды для голых проводников по действующим ПУЭ принята 25°С.
Нагрузочная способность проводника характеризуется длительно допустимым током нагрузки, определенным из условий нагрева его при заданных разностях температур проводника .
Рассмотрим определение нагрузочной способности однородных неизолированных проводников. При тепловом равновесии количество тепла, выделяемое за единицу времени током I в проводе сопротивлением R, равно количеству тепла, отводимому в окружающую среду за то же время:
где поверхности проводника при разности температур между проводником и окружающей средой ; Если температуру нагрева проводника приравнять длительно допустимой , то из условия (10-22) можно определить длительно допустимый ток:
Таким образом, при заданных температурных условиях нагрузочная способность проводника возрастает с увеличением его поверхности охлаждения F, коэффициента теплоотдачи .
Вычисление длительно допустимых токов по указанным формулам достаточно сложно, поэтому в практических расчетах электросетей используют готовые таблицы длительно допустимых токов нагрузки на шины из разных материалов и при разных условиях прокладки, определенных при длительно допустимой температуре окружающей среды. В связи с этим проверка шинопроводов на нагревание сводится к проверке выполнения условия
где — длительно допустимый из условий нагрева тока нагрузки шинопровода.
Наличие явления поверхностного эффекта приводит к тому, что при переменном токе активное сопротивление всегда несколько больше, чем при постоянном. Поэтому согласно формуле (10-23) при прочих равных условиях допустимый ток нагрузки проводника при переменном токе несколько меньше, чем при постоянном. Наиболее существенно это явление сказывается при сплошном сечении шинопровода, например шинопровода прямоугольного сечения.
Иногда применяют шинопроводы трубчатого сечения. В неразрезанных трубах используется металл, расположенный только по поверхности сечения, в результате чего повышение сопротивления от поверхностного эффекта невелико и допустимые нагрузки при постоянном и переменном токах примерно одинаковы.
В установках всех напряжений жесткие шины окрашивают цветными эмалевыми красками. Помимо того, что это облегчает ориентировку и предотвращает коррозию шин, окраска также влияет на нагрузочную способность шин. Постоянное лучеиспускание окрашенных шин значительно больше, чем неокрашенных, поэтому охлаждение шин путем лучеиспускания улучшается, а это в свою очередь приводит к увеличению нагрузочной способности шин. При неизменных температурных условиях допустимый ток нагрузки окрашенных шин на 12—15% больше, чем неокрашенных.
Наибольшая алюминиевая шина прямоугольного сечения 120х10 мм кв. имеет длительно допустимый ток при переменном токе, равный 2070 А. При большем токе нагрузки применяют на фазу несколько полос, собранных в общий пакет и укрепленных совместно на опорных изоляторах. Расстояние между полосами в пакете нормально составляет толщину одной полосы, что необходимо для охлаждения шины в пакете. С увеличением числа полос на фазу допустимая нагрузка возрастает непропорционально числу полос в пакете. При переменном токе, кроме того, еще сказывается эффект близости (подробнее см. раздел). Все это приводит к тому, что нагрузочная способность пакета из нескольких шин меньше, чем суммарная нагрузочная способность того же количества одинаковых шин таких же размере.
Для того чтобы в условиях эксплуатации не имело места превышение допустимых потерь напряжения, шинопроводы рассчитываются по потерям напряжения, как изложено в разделе.
ДОПУСТИМЫЕ ДЛИТЕЛЬНЫЕ ТОКИ ДЛЯ НЕИЗОЛИРОВАННЫХ ШИН
Допустимые длительные токи для окрашенных шин приведены в таблицах ниже. Они приняты из расчета допустимой температуры их нагрева + 70 °С при температуре воздуха +25 °С.
При расположении шин прямоугольного сечения плашмя токи, приведенные в таблице для шин прямоугольного сечении, должны быть уменьшены на 5 % для шин с шириной полос до 60 мм и на 8 % для шин с шириной полос более 60 мм.
При выборе шин больших сечений необходимо выбирать наиболее экономичные но условиям пропускной способности конструктивные решения, обеспечивающие наименьшие добавочные потери от поверхностного эффекта и эффекта близости и наилучшие условия охлаждения (уменьшение количества полос в пакете, рациональная конструкция пакета, применение профильных шин и т.п.).
ПУЭ 6 изд., 1987 | Допустимые длительные токи для неизолированных проводов и шин
ДОПУСТИМЫЕ ДЛИТЕЛЬНЫЕ ТОКИ ДЛЯ НЕИЗОЛИРОВАННЫХ ПРОВОДОВ И ШИН
Для полых алюминиевых проводов марок ПА500 и ПА600 допустимый длительный ток следует принимать:
| Марка провода ………………………… | ПА500 | ПА6000 |
| Ток, А ………………………………. | 1340 | 1680 |
1.3.23. При расположении шин прямоугольного сечения плашмя токи, приведенные в табл. 1.3.33, должны быть уменьшены на 5% для шин с шириной полос до 60 мм и на 8% для шин с шириной полос более 60 мм.
1.3.24. При выборе шин больших сечений необходимо выбирать наиболее экономичные по условиям пропускной способности конструктивные решения, обеспечивающие наименьшие добавочные потери от поверхностного эффекта и эффекта близости и наилучшие условия охлаждения (уменьшение количества полос в пакете, рациональная конструкция пакета, применение профильных шин и т. п.).
| Номиналь- ное сечение, мм 2 | Сечение (алюминий/сталь), мм 2 | Ток, А, для проводов марок | |||||
| АС, АСКС, АСК, АСКП | М | А и АКП | М | А и АКП | |||
| вне помещений | внутри помещений | вне помещений | внутри помещений | ||||
| 10 | 10/1,8 | 84 | 53 | 95 | — | 60 | — |
| 16 | 16/2,7 | 111 | 79 | 133 | 105 | 102 | 75 |
| 25 | 25/42 | 142 | 109 | 183 | 136 | 137 | 106 |
| 35 | 35/6,2 | 175 | 135 | 223 | 170 | 173 | 130 |
| 50 | 50/8 | 210 | 165 | 275 | 215 | 219 | 165 |
| 70 | 70/11 | 265 | 210 | 37 | 265 | 268 | 210 |
| 95 | 95/16 | 330 | 260 | 422 | 320 | 341 | 255 |
| 120 | 120/19 | 390 | 313 | 485 | 375 | 395 | 300 |
| 120/27 | 375 | — | |||||
| 150 | 150/19 | 450 | 365 | 570 | 440 | 465 | 355 |
| 150/24 | 450 | 365 | |||||
| 150/34 | 450 | — | |||||
| 185 | 185/24 | 520 | 430 | 650 | 500 | 540 | 410 |
| 185/29 | 510 | 425 | |||||
| 185/43 | 515 | — | |||||
| 240 | 240/32 | 605 | 505 | 760 | 590 | 685 | 490 |
| 240/39 | 610 | 505 | |||||
| 240/56 | 610 | — | |||||
| 300 | 300/39 | 710 | 600 | 880 | 680 | 740 | 570 |
| 300/48 | 690 | 585 | |||||
| 300/66 | 680 | — | |||||
| 330 | 330/27 | 730 | — | — | — | — | — |
| 400 | 400/22 | 830 | 713 | 1050 | 815 | 895 | 690 |
| 400/51 | 825 | 705 | |||||
| 400/64 | 860 | — | |||||
| 500 | 500/27 | 960 | 830 | — | 980 | — | 820 |
| 500/64 | 945 | 815 | |||||
| 600 | 600/72 | 1050 | 920 | — | 1100 | — | 955 |
| 700 | 700/86 | 1180 | 1040 | — | — | — | — |
| Диа- метр, мм | Круглые шины | Медные трубы | Алюминиевые трубы | Стальные трубы | |||||||
| Ток*, А | Внутренний и наружный диаметры, мм | Ток, А | Внутренний и наружный диаметры, мм | Ток, А | Условный проход, мм | Толщина стенки, мм | Наружный диаметр, мм | Переменный ток, А | |||
| медные | алюми- ниевые | без разреза | с продоль- ным раз- резом | ||||||||
| 6 | 155/155 | 120/120 | 12/15 | 340 | 13/16 | 295 | 8 | 2,8 | 13,5 | 75 | — |
| 7 | 195/195 | 150/150 | 14/18 | 460 | 17/20 | 345 | 10 | 2,8 | 17,0 | 90 | — |
| 8 | 235/235 | 180/180 | 16/20 | 505 | 18/22 | 425 | 15 | 3,2 | 21,3 | 118 | — |
| 10 | 320/320 | 245/245 | 18/22 | 555 | 27/30 | 500 | 20 | 3,2 | 26,8 | 145 | — |
| 12 | 415/415 | 320/320 | 20/24 | 600 | 26/30 | 575 | 25 | 4,0 | 33,5 | 180 | — |
| 14 | 505/505 | 390/390 | 22/26 | 650 | 25/30 | 640 | 32 | 4,0 | 42,3 | 220 | — |
| 15 | 565/565 | 435/435 | 25/30 | 830 | 36/40 | 765 | 40 | 4,0 | 48,0 | 255 | — |
| 16 | 610/615 | 475/475 | 29/34 | 925 | 35/40 | 850 | 50 | 4.5 | 60,0 | 320 | — |
| 18 | 720/725 | 560/560 | 35/40 | 1100 | 40/45 | 935 | 65 | 4,5 | 75,5 | 390 | — |
| 19 | 780/785 | 605/610 | 40/45 | 1200 | 45/50 | 1040 | 80 | 4,5 | 88,5 | 455 | — |
| 20 | 835/840 | 650/655 | 45/50 | 1330 | 50/55 | 1150 | 100 | 5,0 | 114 | 670 | 770 |
| 21 | 900/905 | 695/700 | 49/55 | 1580 | 54/60 | 1340 | 125 | 5,5 | 140 | 800 | 890 |
| 22 | 955/965 | 740/745 | 53/60 | 1860 | 64/70 | 1545 | 150 | 5,5 | 165 | 900 | 1000 |
| 25 | 1140/1165 | 885/900 | 62/70 | 2295 | 74/80 | 1770 | — | — | — | — | — |
| 27 | 1270/1290 | 980/1000 | 72/80 | 2610 | 72/80 | 2035 | — | — | — | — | — |
| 28 | 1325/1360 | 1025/1050 | 75/85 | 3070 | 75/85 | 2400 | — | — | — | — | — |
| 30 | 1450/1490 | 1120/1155 | 90/95 | 2460 | 90/95 | 1925 | — | — | — | — | — |
| 35 | 1770/1865 | 1370/1450 | 95/100 | 3060 | 90/100 | 2840 | — | — | — | — | — |
| 38 | 1960/2100 | 1510/1620 | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| 40 | 2080/2260 | 1610/1750 | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| 42 | 2200/2430 | 1700/1870 | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| 45 | 2380/2670 | 1850/2060 | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
* В числителе приведены нагрузки при переменном токе, в знаменателе — при постоянном.
Электрощитовое оборудование НКУ
Производство и сборка НКУ в Минске. Купить или заказать щиты электрические, шкафы электротехнические, распределительное устройство, распределительный щит или ящик управления можно у наших специалистов по телефонам указанным в разделе "Контакты". Работаем только с юридическими лицами и по безналичному расчету
Допустимые токи для шин прямоугольного сечения
Таблицы значений для медных, алюминиевых и стальных шин прямоугольного сечения.
| Размеры, мм | Медные шины | |||
|---|---|---|---|---|
| Ток, А, при количестве полос на полюс или фазу | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
| 15 x 3 20 x 3 25 x 3 | 210 275 340 | — | — | — |
| 30 x 4 40 x 4 | 475 625 | — -/1090 | — | — |
| 40 x 5 50 x 5 | 700/705 860/870 | -/1250 -/1525 | — -/1895 | — |
| 50 x 6 60 x 6 80 x 6 100 x 6 | 955/960 1125/1145 1480/1510 1810/1875 | -/1700 1740/1990 2110/2630 2470/3245 | -/2145 2240/2495 2720/3220 3170/3940 | — |
| 60 x 8 80 x 8 100 x 8 120 x 8 | 1320/1345 1690/1755 2080/2180 2400/2600 | 2160/2485 2620/3095 3060/3810 3400/4400 | 2790/3020 3370/3850 3930/4690 4340/5600 | — |
| 60 x 10 80 x 10 100 x 10 120 x 10 | 1475/1525 1900/1990 2310/2470 2650/2950 | 2560/2725 3100/3510 3610/4325 4100/5000 | 3300/3530 3990/4450 4650/5385 5200/6250 | — — 5300/6060 5900/6800 |
Шины прямоугольно сечения используются при сборке силовых шкафов, вводно-распределительных устройств, шкафов ВРУ и другого электротехнического оборудования.
| Размеры, мм | Алюминиевые шины | |||
|---|---|---|---|---|
| Ток, А, при количестве полос на полюс или фазу | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
| 15 x 3 20 x 3 25 x 3 | 165 215 265 | — | — | — |
| 30 x 4 40 x 4 | 365/370 480 | — -/855 | — | — |
| 40 x 5 50 x 5 | 540/545 665/670 | -/965 -/1180 | — -/1470 | — |
| 50 x 6 60 x 6 80 x 6 100 x 6 | 740/745 870/880 1150/1170 1425/1455 | -/1315 1350/1555 1630/2055 1935/2515 | -/1655 1720/1940 2100/2460 2500/3040 | — |
| 60 x 8 80 x 8 100 x 8 120 x 8 | 1025/1040 1320/1355 1625/1690 1900/2040 | 1680/1840 2040/2400 2390/2945 2650/3350 | 2180/2330 2620/2975 3050/3620 3380/4250 | — |
| 60 x 10 80 x 10 100 x 10 120 x 10 | 1155/1180 1480/1540 1820/1910 2070/2300 | 2010/2110 2410/2735 2860/3350 3200/3900 | 2650/2720 3100/3440 3650/4160 4100/4860 | — — 4150/4400 4650/5200 |
| Размеры, мм | Стальные шины |
|---|---|
| Ток, А | |
| 16 x 2.5 20 x 2.5 25 x 2.5 | 55/70 60/90 75/110 |
| 20 x 3 25 x 3 | 65/100 80/120 |
| 30 x 3 40 x 3 | 95/140 125/190 |
| 50 x 3 60 x 3 70 x 3 75 x 3 | 155/230 185/280 215/320 230/345 |
| 80 x 3 90 x 3 100 x 3 20 x 4 | 245/365 275/410 305/460 70/115 |
| 22 x 4 25 x 4 30 x 4 40 x 4 50 x 4 60 x 4 70 x 4 80 x 4 90 x 4 100 x 4 | 75/125 85/140 100/165 130/220 165/270 195/325 225/375 260/430 290/480 325/535 |
Смотрите также
Купить или заказать сборку распределительных шкафов, силовых шкафов и шкафов ВРУ можно у наших специалистов по телефонам:
Читайте также: