Шинопровод (Busbar)

Типология и назначение

Шинопровод представляет собой устройство из неизолированных или изолированных проводников, изоляторов и конструкций, которые служат для передачи и распределения электроэнергии в производственных помещениях, на территориях промышленных предприятий, стояках многоквартирных домов, торговых помещениях и пр. Согласно ГОСТ 28668.1-91 (МЭК 439-2-87), шинопровод — комплектное устройство в виде системы проводников, состоящее из шин, разделенных промежутками и опирающихся на изолирующий материал, помещенных внутри трубы, лотка или другой подобной оболочки, прошедшее типовые испытания.

В состав шинопровода могут входить элементы:

• прямые секции стандартной длины (2м, 3м, 4м),
• секции для распределения,
• блоки для соединения секций,
• элементы подключения к щитам и трансформаторам,
• секции специального назначения
  • транспозиции фаз,
  • компенсационные,
  • гибкие,
  • отводные блоки для установки автоматических выключателей и иной коммутационной аппаратуры.

По назначению шинопроводы подразделяют на магистральные, распределительные, осветительные и троллейные.

• Магистральные шинопроводы - предназначены для сооружения магистральных линий, связи подстанций по стороне низкого напряжения, для питания распределительных шинопроводов, распределительных пунктов, отдельных крупных электроприемников напряжением до 1000 В частотой 50 Гц. Шинопроводы представляют собой комплектную электрическую сеть, состоящую из конструкций для крепления и отдельных секций, соединяемых между собой предусмотренным способом. Они изготавливаются отдельными секциями нормализованной длины — прямые и фигурные (угловые и ответвительные), что позволяет собрать шинопровод любой конфигурации. Номиналы магистральных шинопроводов составляют от 630А до 6300А.
• Распределительные шинопроводы – состоят из специальных секций для распределения с установленными отводными блоками, непосредственно к которым присоединятся энергопотребители. Номиналы распределительных шинопроводов - от 100А до 6300А.
• Осветительные шинопроводы применяют для создания сетей освещения и подключения осветительных приборов, а также потребителей небольшой мощности. Осветительные шинопроводы производят на токи от 25 до 40 А.

Троллейные шинопроводы применяют для питания цеховых электроприемников подвижного состава (например, кранов, кран-балок, монорельсовых дорог, напольных тележек, установок для раскроя тканей) и выпускают на токи от 35 А до 1 кА.

Блок подачи питания, (2016)

Особенности конструкции

Конструкция большинства шинопроводов представляет собой пакет шин, плотно прижатых друг к другу, изолированных при помощи полиэфирной пленки и помещенных в кожух. Шины изготавливаются из меди или алюминия прямоугольной формы. Кожух, в зависимости от производителя, может быть алюминиевый или стальной.

Сечение шинопровода Canalis KT от Schneider Electric, (2016)

Посредством такой конструкции шинопровода обеспечивается равномерное распределение плотности тока по сечению проводника, в отличие от кабеля. Эта особенность приводит к сокращению падения напряжения и потерь энергии в магистрали. Расчёты показывают, что при применении шинопровода на ток 2000А длиной 100 м вместо кабельной линии такой же длины на аналогичную нагрузку можно сэкономить 1 936 110 руб. в год только на потерях, которые возникают в линии при передаче электроэнергии.

Пример: В качестве примера предлагается линия передачи электроэнергии длиной L=100м, напряжением U=400В, токовая нагрузка I=2000А при cosϕ=0,9, температура окружающей среды t=35°С.

Решение:

Падение напряжения в ШП KTA2000 исполнение Per (табличное значение стр.144 каталога 2016 года):

ДUт= 0,003 (В/100 м/А);

Падение напряжения в ШП при распределенной нагрузке:

ДUшп = ДUт•L•I = (0,003•100•2000)/100 = 6 В.

Падение напряжения в кабельных линиях ВВГнг-FRLS 5х240-1:

ДUкл = (P•R•L+Q•X•L)/U= 33 В, где

P и Q – соответственно - активная и реактивная мощности, R и X - соответственно - активное и реактивное сопротивления кабеля.

Дельта в падениях напряжения между кабелем и шинопроводом составит:

ДUкабель – ДUшинопровод = 33 – 6 = 27 В

Эквивалентные потери мощности при условии, что линия работает в течение 10 часов в сутки составит:

ДPсут = 3•I•ДU•cosϕ•10= 3•2000•27•0,9•10 = 1458 кВт/час

1 кВт электроэнергии при одноставочном тарифе для предприятий равен 5,03 руб./кВт.ч. Следовательно дополнительные затраты на оплату потерь, которые будут возникать в случае установки кабельных трасс по отношению к трассам шинопроводов в месяц, при условии, что предприятие работает 22 дня в месяце составит:

ДСдоп.з.мес=22•ДPсут•5,03 = 22•1458•5,03=161 340 руб

Дополнительные затраты в год:

ДСдоп.з.год=12•ДСдоп.з.мес=12•161340=1 936 110 руб

Компактные, надежные и безопасные

Помимо технико-экономических показателей имеется ряд других технических свойств шинопровода. К примеру, простота планирования и проектирования трасс. Все трассы шинопроводов могут быть прорисованы на этапе проектирования в 3D-виде, что позволяет четко оценить граф сети и расположение возможной установки отводных блоков для питания потребителей. Некоторые производители шинопроводов предлагают специальное программное обеспечение, например, CanBrass или Brass II от компании Schneider Electric, которые позволяют прочертить трассы шинопроводов в DWG расширении в 3D виде с последующей возможностью загрузки трасс в чертежи проектов.

Поскольку шинопроводы поставляются в виде отдельных секций конечной длины и понятной формы, монтаж представляет собой последовательный сбор модулей: как сборка конструктора, по четкой и понятной инструкции. Это может сэкономить до 70% рабочего времени по сравнению с монтажом аналогичной трассы кабельной системы. Подключение потребителей к имеющейся шине выполняется быстро посредством стыковочных модулей. Возможен монтаж на любые несущие конструкции.

Размеры

Трасса шинопровода всегда будет занимать меньше места по сравнению с кабельной трассой, независимо от номинала.

Массогабаритные параметры трасс, (2016)

Гибкость трансформации системы стоит учитывать при распределенной нагрузке, когда мощность потребителей часто меняется или их физически перемещают. Возможность отбора мощности в разных точках сети без перерыва в электроснабжении - преимущество шинопроводов.

Возможность многоразового использования. Трасса шинопровода может быть демонтирована и смонтирована, после чего оставаться пригодной к использованию неограниченное число таких итераций, при условии, что монтаж-демонтаж проводились без нарушений.

Шинопроводная система более безопасна и надежна в сравнении с кабельной трассой по параметрам:

• экранирующие свойства кожуха шинопровода обеспечивают низкий уровень электромагнитного излучения. Это позволяет прокладывать трассу шинопровода в непосредственной близости к сетям передачи данных или местам установки радиоэлектронной аппаратуры;
• стандартное исполнение шинопровода соответствует степени защиты IP55 и механической прочности IK08. Конструкция шинопровода предотвращает попадание воды от спринклеров систем, а также высокую степень защиты кожуха от ударов и вибростойкость;
• все элементы шинопровода не содержат галогены и ПВХ. При пожаре шинопровод не выделяет дым и токсичные газы и сам служит противоогненным барьером, предотвращает распределение огня в течение 2-х часов при использовании дополнительных огнезащитных барьеров;
• устройства блокировки исключают монтажные ошибки, установку и снятие отводного блока под напряжением. Степень защиты от прикосновения к токоведущим частям электроустановки IP**D обеспечивает абсолютно безопасные условия труда для обслуживающего персонала вследствие отсутствия доступа к токоведущим частям;
• специально разработанная конструкция шинопровода, узлов присоединения по питающей стороне, стороне потребителя, стыковые моноблочные соединения, ответвительные модули. Соблюдение усилий затяжки и положения узлов при монтаже гарантируют надёжность передачи и распределения электроэнергии;
• за счёт плотной укладки изолированных проводников без воздушного зазора и их соприкосновения друг с другом и с корпусом, который выступает в роли радиатора охлаждения, обеспечивается лёгкий отвод тепла, выделяемого при протекании тока.
• при нормальной эксплуатации шинопроводы практически не нуждаются в обслуживании в течение всего срока службы - 25-30 лет.

Ссылки

1. Библия электрика: ПУЭ, МПОТ, ПТЭ. — М.: Эксмо, 2012. — 752 с. — (Российское законодательство. Техническая литература).
2. ГОСТ 28668.1-91 (МЭК 439-2-87) Низковольтные комплектные устройства распределения и управления.
3. Техническая коллекция Schneider Electric, Выпуск №29.