🗊Презентация Конструктивные особенности шинопроводов и токопроводов. Технология монтажа шинопроводов и токопроводов

Конструктивные особенности шинопроводов и токопроводов. Технология монтажа шинопроводов и токопроводов. Презентацию подготовил степанов алексей 2-эт

Что такое шинопроводы Шинопровод – это специальный жесткий токопровод заводского изготовления, предназначенный для доставки электричества к промышленному оборудованию. Рассчитан на напряжение до 1000 В. Как и стойки с лотками оцинкованными, поставляется отдельными комплектными секциями, что облегчает его транспортировку и сборку. Сейчас данные изделия применяются практически повсеместно, но чаще всего их можно найти в цехах предприятий. Особенно – тех заводов, где механизмы и стойки расположены рядами по всей площади помещения и могут часто перемещаться с места на место в результате изменения технологического процесса. В таком случае целесообразнее всего применять распределительные или магистральные закрытые шинопроводы, которые значительно упростят вам отключение-подключение устройств и перемещение электрических кабелей.

Классификация и особенности шинопроводов В зависимости от конструктивного исполнения данные электромонтажные конструкции могут быть: закрытыми; открытыми; защищенными. Открытые варианты в основном используются для обустройства магистральных сетей в зданиях с нормальными микроклиматическими условиями. К таким шинопроводам относятся открытые крановые троллеи и шинные магистрали. Их делают в основном из алюминиевых шин, которые прокладываются по прикрепленным к колоннам и фермам цехов изоляторам. При этом обязательно соблюдаются нормы наименьших расстояний и минимальных высот электрических систем от технологического оборудования и трубопроводов. Как правило, в производственных помещениях такую проводку монтируют не менее чем в 2,5 метрах от кранового настила и на высоте не менее, чем в 3,5 метра от уровня пола. Есть и некоторые ограничения на проход открытых шинопроводов через перекрытия: перегородки и стены обязательно выполняются в изоляционных плитах или проемах, препятствующих утечке электричества. Кроме того, в тех местах, где существует опасность возможности прикосновения к проводу человека, такие изделия закрываются специальными коробами или металлическими сетками.

Технология монтажа шинопроводов напряжением до 1 кВ При монтаже открытых токопроводов или шинных магистралей сначала в заготовительных мастерских готовят алюминиевые шины. Для этого их правят, сваривают между собой в рулоны длиной 50—300 м и наматывают на кассеты. Шинодержателями комплектуют крепежные конструкции с изоляторами, подбирают изоляционные вставки, шинные распорки и натяжные устройства. Комплект всех материалов открытого токопровода доставляют на место монтажа в цех. После этого устанавливают концевые и промежуточные конструкции.

На промежуточных конструкциях закрепляют раска- точные ролики. Используя электрическую лебедку, разматывают шины с кассет и натягивают их поверх нижнего пояса ферм. Размотку шин начинают со средней шины. Один конец ее закрепляют на изоляторе с помощью шинодержателя, а второй — в натяжном устройстве, после чего натягивают шины в анкерном пролете. Размотку и натяжку крайней внутренней шины осуществляют после предварительного укрепления оттяжками натяжных конструкций. Затем натягивают наружную шину.

Далее снимают раскаточные ролики и укладывают шины в шинодержатели, устанавливают шинные распорки и производят окончательное натяжение шин с помощью натяжных винтов концевых шинодержателей. В шинодержателях, установленных на промежуточных конструкциях, шины должны свободно перемещаться вдоль линии. По концам магистрали, а также при переходе токопровода через температурные швы здания и в местах установки секционных разъединителей делают анкерные натяжные крепления.

Защищенные или закрытые шинопроводы монтируют укрупненными блоками, предварительно собранными в мастерских. Магистральные шинопроводы ШМА обычно комплектуют в блоки длиной 12 м из трех-четырех секций по 3 м или из двух секций по 4,5 м. В соответствии с разбивкой трассы шинопровода секции сваривают или соединяют болтовыми сжимами и выполняют изоляцию стыков. Секцию или блоки укладывают на автомашину с прицепом (специальный трейлер) в один ряд; в два ряда — только при транспортировке в специальных контейнерах. Укладывать секции или блоки навалом на разрешается.

Разметку оси прокладки шинопроводов и мест укладки опорных конструкций производят в соответствии с рабочими чертежами. Для этого используют гидростатический уровень и отвес или нивелир. Отметки строительной части дает строительная организация. Магистральные шинопроводы прокладывают на кронштейнах по фермам, колоннам, стенам, балкам, на стойках, устанавливаемых на полу, или подвешивают под перекрытием. Монтаж начинают со сложных узлов: с вертикальных участков или присоединительных секций на подходах к КТП. Вертикальные участки начинают монтировать с нижней угловой секции и затем наращивают шинопровод вверх до отметки верхнего горизонтального участка.

Горизонтальные прямые участки шинопровода, секцию с компенсатором и подгоночные секции монтируют в последнюю очередь. Как правило, в цехе устанавливают несколько КТП, при этом магистральные шинопроводы от соседних КТП соединяют через секционные автоматические выключатели. Ответственной операцией является фазировка соединяемых шинопроводов. Необходимое чередование фаз обеспечивают с помощью фазировочных секций, устанавливаемых на подходе к КТП.

На опорные конструкции поднимают блоки электролебедками или мостовым краном. Крепление блоков, сборку и сварку стыков и другие монтажные работы выполняют с автогидроподъемника, самоходных подмостей или мостового крана. При монтаже с автогидроподъемника к нижнему поясу ферм крепят монтажный ролик, через который пропускают трос лебедки. К концу троса крепят траверсу с укрепленным на ней блоком. Лебедкой управляют с пола. Концы блока удерживают от разворота с помощью веревочных оттяжек. С самоходных подмостей монтаж производят аналогично описанному выше способу. Смежные секции стыкуют после подъема и установки блоков на места креплений. При монтаже смостового крана на настиле крана оборудуют монтажную площадку.

Прогрессивной технологией является монтаж шинопроводов ШМА на 1600 А укрупненными блоками. Секции шинопровода длиной 12 м собирают в длинномерные плети (100 м и более) до подъема их на проектную отметку. Предварительно их раскладывают автомобильным краном на «козлах», установленных на черновом полу цеха или на временных кронштейнах, закрепленных на колоннах по оси подъема. Стыки стягивают шпильками, сваривают сверху и снизу, изолируют и закрывают крышками. После этого плеть поднимают на проектную отметку лебедкой с использованием монтажных блоков, подвешенных к нижней полке подкрановой балки.

Продолжительность монтажа шинопроводов при этом способе сокращается более чем в 2 раза, уменьшаются трудовые затраты, значительно улучшаются условия и качество монтажа. Распределительные шинопроводы монтируют над полом, на стенах и колоннах на специальных опорных конструкциях: стойках-кронштейнах, подвесах. Опорные конструкции устанавливают заблаговременно, в период подготовки и комплектования секций. Расстояние между соседними опорными конструкциями принимают не более 3 м. Секции шинопровода тщательно осматривают, удаляют консервирующую смазку с контактных поверхностей токоведущих шин коробов секций и ответвительных коробок в местах заземления.

Секции после подъема на опорные конструкции закрепляют нажимными болтами. При этом нулевая шина должна располагаться сверху. Соединение шин секций производят болтовыми контактами. Короба смежных секций соединяют винтами и соединительными планками.

Монтаж распределительного шинопровода: а — соединение секций; б, в — вводная и ответвительная коробки; 1 — съемная крышка монтажного окна; 2 — прижим; 3— концы стыкуемых секций; 4~ отверстия для крепления корпуса вводной коробки; 5 — проводник сети заземления; б —лапки; 7— соединительная планка; 8— отверстия для приварки планки к лапкам; 9 — задняя стенка вводной коробки; 10 — съемное дно; 11 — присоединительные элементы вводной коробки; 72— вводная коробка; 13— удлинение отверстий для ввода сверху; 14 — ответвительная коробка; 15 — болт заземления; 16 — швеллерообразный элемент; /7—скобы; 18— вилка; 19— заглушка; 20— металлорукав; 21 — труба; 22— муфта Перед включением шинопровода под напряжение проверяют наличие крышек на не занятых коробками монтажных и штепсельных окнах, наличие торцевых крышек на концах шинопровода, надежность всех контактов в цепи заземления от электроприемника до корпуса и самого корпуса шинопровода с заземляющей сетью электроустановки.

Монтаж осветительных шинопроводов ШОС: а — установка на кронштейнах, закрепленных на трубопроводе; б— крепление шинопровода на кронштейне к стене; в — подвеска шинопровода вдоль металлических ферм на полосовых подвесах; г — крепление шинопровода к ферме с помощью подвески; д — подсоединение светильника через штепсельный соединитель; е — укладка шинопровода на несущей прямоугольной трубе поперек нижнего пояса металлических ферм с помощью стоек; ж — укладка шинопровода поперек железобетонных ферм с промежуточным тросовым креплением; з — соединение секций шинопроводов

Токопроводящие планки на стальных троллеях: 1 — планка; 2— троллей; 3 — провода Осветительные шинопроводы крепят к металлоконструкциям здания на подвесках самостоятельно или вместе с распределительным шинопроводом. Соединение смежных секций и подсоединение светильников выполняют штепсельным контактом. Светильники подвешивают с помощью хомута с крючком или крепят к строительным конструкциям. Открытые крановые троллеи монтируют укрупненными блоками (обычно длиной 6 м). Троллеи с конструкциями, изоляторами, крепежными деталями, отрихтованными шинами подпитки доставляют на место монтажа блоками.

Вдоль трассы троллейной линии блоки раскладывают. Затем их поднимают, крепят к подкрановым балкам и стыкуют. Укрупненные блоки троллеев поднимают мостовым краном, электролебедками или другими подъемными средствами. Кронштейны к металлическим балкам крепят электросваркой, а к железобетонным — шпильками. Работы выполняют с монтажных люлек, подвешенных к мостовому крану или передвижным подмостям. Между осями крепления кронштейнов расстояние не должно быть более 3 м. После окончательной выверки сваривают троллеи смежных блоков, приваривают температурные компенсаторы и подсоединяют питающие линии. К стальным троллеям алюминиевые провода подсоединяют через троллейные планки.

Выполняя операции по монтажу троллеев, соблюдают следующие требования: отклонения троллеев от основных осей по горизонтали допускается не более 10 мм, по вертикали — не более 20 мм; зазор между торцами троллеев у температурных швов здания — не менее 50 мм; расстояние между токоведущими и неизолированными конструкциями должно быть не менее 50 мм. Торцы троллеев на стыках запиливают так, чтобы был обеспечен свободный переход токосъемника. Троллеи каждого участка между компенсаторами закрепляют жестко в средней точке, а в остальных местах креплений должна быть обеспечена возможность продольного перемещения. У троллеев ремонтного участка по длине стыка оставляют воздушный зазор не менее 50 мм, при этом по обе стороны стыка устанавливают троллеедержатели.

Монтаж шинопроводов - Прокладка проводов и кабелей 4. МОНТАЖ ТОКОПРОВОДОВ (ШИНОПРОВОДОВ) Шинопровод представляет собой комплектную электросеть, состоящую из отдельных секций, соединяемых между собой сваркой, болтовыми сжимами или штепсельными соединениями. В состав шинопровода как законченного комплектного устройства входят также конструкции для его установки и крепления. Монтаж шинопровода заключается только в подъеме и закреплении его на заранее установленных конструкциях и в присоединении к электросети. Шинопроводы разделяются на закрытые и открытые. Закрытые шинопроводы выпускаются для магистральных и распределительных силовых сетей, осветительных и троллейных. Закрытые шинопроводы широко применяют в сетях напряжением до 1 000 В вместо открытых шинных магистралей, прокладываемых по фермам, для сооружения которых требуется значительно больше времени.

Применение шинопроводов в электросетях позволяет снизить аварийность последних, увеличить срок их службы. Наличие готовых комплектных секций позволяет также более рационально решать схемы сетей и обеспечивать гибкость их при изменении конфигурации сети вследствие изменения технологии производства; беспрепятственно подключать дополнительные приемники и создавать удобную для эксплуатации сеть. Широкое внедрение шинопроводов является основным направлением в области индустриализации монтажа электросетей. В большинстве крупных цехов, где нет движущихся мостовых кранов и других механизмов или работ, требующих свободного пространства в верхней части помещения, применение шинопроводов выгоднее всего. Стандартные секции и большой ассортимент соединительных элементов — угольников, тройников, крестовин, штепсельных соединений, компенсаторов делают возможным конструировать и собирать разнообразные системы шинопроводов. Наконец, следует отметить хороший внешний вид, соответствие требованиям промышленной эстетики.

Индустриальный монтаж шинопроводов ускоряет производство электромонтажных работ. Они более безопасны в обслуживании, чем открытые магистрали. Шинопроводы прокладывают на сравнительно небольшой высоте, что создает экономию проводов за счет сокращения длины ответвления к приемникам. Распределительные шинопроводы содержат все элементы, необходимые для выполнения комплектных сетей. Шинопроводы для распределительных сетей, называемые распределительными, служат для питания значительного числа электроприемников. Магистральные шинопроводы предназначены для питания распределительных шинопроводов, силовых шкафов и крупных электроприемников, т. е. сравнительно ограниченного числа потребителей.

Распределительные шинопроводы серии ШРА выпускаются на номинальные токи 250, 400, 600 А и напряжением до 500 В из типовых элементов в виде прямых и угловых секций и комплектуются вводными и ответвительными коробками для штепсельного присоединения с предохранителями или автоматами. Прямая секция длиной 3 м имеет по восемь ответвительных коробок (по четыре с каждой стороны). Шинопроводы прокладываются на небольшой высоте по стенам на кронштейнах, но колоннам на подвесах, под перекрытием на конструкциях, в средней части пролетов на стойках. Ответвления от шинопровода к электроприемнику выполняют проводами в трубах или в металлорукавах. Секция шинопровода состоит из четырех алюминиевых шин одинакового сечения (нулевая шина имеет одинаковое сечение с фазными), закрепленных в изоляционных шлицах и заключенных в защитный стальной кожух. Алюминиевые шины в местах штепсельного присоединения опрессованы медными накладками, что обеспечивает надежность разъемного контакта. Контроль наличия напряжения на шинопроводе осуществляется в коробке с указателем напряжения (сигнальными лампами).

Установленные на опорных конструкциях секции шинопровода закрепляют нажимными болтами. При этом шинопровод располагают так, чтобы нулевая шина находилась в верхней части. Соединение концов шин производят болтами ступенчато. Короба соединяемых секций скрепляют винтами и приваркой соединительных планок к лапкам на коробах. После окончания сборки и заземления шинопровода закрывают крышками монтажные окна при помощи прижимов и устанавливают вводные и ответвительные коробки. Магистральные шинопроводы серии ШМА изготовляются отдельными прямыми и угловыми секциями различной нормализованной длины. Они имеют четырехпроводное исполнение. В качестве четвертого (нулевого) провода используют внешние опорные алюминиевые уголки шинопровода (рис. 10). Шинопроводы на токи свыше 1 000 А имеют спаренные фазы.

Шины разных фаз спарены по две на фазу по схеме СЛ — —АВ—ВС для уменьшения потерь и разделены между собой тонкой изоляционной прокладкой. Шины заключены в стальной перфорированный кожух. Верхняя крышка выполнена сплошной. Соединение шин двух соседних секций производят сваркой, а в местах, где по условиям эксплуатации необходимы разъемные соединения, применяют болтовые сжимы. Соединение шин одним болтом является оригинальным решением и выполнено следующим образом: стальной болт диаметром 30 мм проходит через изоляционную втулку, набор изолирующих и металлических шайб и тарельчатые пружины, и затягивается двумя гайками. Затяжкой гаек обеспечивается постоянное давление 12—14 т на контактные поверхности шин. Металлический кожух и шпильку стяжного болта заземляют путем присоединения к алюминиевым угольникам. Шинопроводы закрепляют на специальных кронштейнах к стенам или на стойках к полу цеха. Возможна подвеска на тросах вдоль колонн цеха в пролетах 6 и12 м. Конструкция шинопровода — самонесущая, в ней основными элементами, определяющими ее жесткость, являются шины.

Шинопроводы Zucchini: практика внедрения современных технологий ешения на основе шинопроводов применяются уже свыше 50 лет. Постоянно развиваясь и совершенствуясь, этот продукт является наиболее современным и практичным для систем распределения электроэнергии в зданиях любого типа: производственных, складских, торговых, офисных и т.п. Итальянская компания Zucchini основана в 1955 году как производитель шинопроводов для промышленного и гражданского строительства. В 2005 году Zucchini стала частью французской Группы Legrand– признанного во всем мире специалиста в производстве продукции электротехнического назначения. Сегодня Zucchini – это 5 итальянских заводов, оснащенных самым современным оборудованием для производства сухих трансформаторов (преобразовательных, многообмоточных) и шинопроводов (осветительных, троллейных, силовых). Компания ежегодно инвестирует значительные средства для проведения испытаний своих изделий в лабораториях Cesi (Centro Elettrotecnico Sperimentale Italiano) и других испытательных лабораториях (KEMA, LOVAG, Braunsweig), гарантирующих качество продукции по результатам типовых и специальных испытаний.

Рассмотрим подробнее основные конструктивные особенности и технические характеристики шинопроводов Zucchini. Шинопровод на ток от 25 до 5000 А и более производится отдельными секциями шин (медными или алюминиевыми), гальванически покрытыми по всей длине медью и цинком. Шины каждого элемента находятся в кожухе из оцинкованной стали высокого качества (по заказу: алюминий, нержавеющая сталь). Все элементы трассы шинопровода (прямые элементы, углы и т.д.) поставляются вместе с установленным на заводе соединением типа «моноблок». Подобная система обеспечивает быстрое, безошибочное соединение элементов и легкость в обслуживании. Затягивание «динамометрического» болта на соединении «моноблок» до срыва его головки обеспечивает надежное электрическое соединение элементов. Все контакты элементов – посеребренные. Крышки соединений и уплотнения обеспечивают механическую прочность со степенью защиты трассы от пыли и влаги IP55. Питание отводится через отводные блоки на стыках секций или на самих секциях через равные интервалы. Как правило, шинопровод набирается из секций длиной 3,0 или 1,5 м, торцевого блока подачи питания, торцевой заглушки, различных отводных блоков, а также кронштейнов. Наличие различных крепежных элементов позволяет реализовать любой способ прокладки трассы внутри здания.

Шинопроводы делятся на две категории – питания и распределения электроэнергии. Шинопровод распределения передает электроэнергию через отводные блоки, установленные в точках отвода, обычно расположенных через 0,5 или 1,0 м. Отводные блоки просто вставляются в специальные гнезда шинопровода для обеспечения питания распределительной сети (через распределительные щиты), либо непосредственно машин и механизмов. Отводные блоки можно монтировать прямо под нагрузкой, не останавливая, например, процесс производства. Смонтированный вертикально, шинопровод может использоваться как магистраль питания с отводными блоками на этажах. Шинопровод питания передает электроэнергию непосредственно «из пункта А в пункт В» (обычно от трансформатора к распределительному щиту). При необходимости на любом участке трассы к шинопроводу можно подключить отводные блоки. И шинопровод питания, и шинопровод распределения доступны в двух формах: плоская раздельная конфигурация (где проводники изолируются воздухом или ПВХ внутри металлического кожуха) и конфигурация «сэндвич», которая становится нормой для шинопроводов высокой мощности. Конструкция «сэндвич» означает, что проводники индивидуально изолированы и чередуются с изоляционным материалом внутри кожуха шинопровода. «Сэндвич» имеет очень хорошие прочностные характеристики, а также пониженные потери напряжения. Использование таких шинопроводов для магистрального питания зданий делает ненужным применение огнезащитных барьеров, т.к. внутри «сэндвича» нет воздушной прослойки, которая могла бы стать проводником огня и дыма наподобие дымохода.

Уже сама конструкция шинопровода обеспечивает ему целый ряд преимуществ: 1. Компактность размещения, снижение габаритов щитов и магистралей. Отсутствует необходимость обеспечения и соблюдения требуемых радиусов изгиба, что присуще кабельным магистралям, особенно при прокладке 3 – 4 кабелей большого сечения на фазу при больших токах, нет громоздких соединительных и концевых муфт и т.п. Присоединение шинопроводов осуществляется непосредственно к выводам трансформаторов или шинам распредустройств при помощи специальных блоков, повороты выполняются под прямым (или любым другим) углом в габарите шинопровода. Таким образом, габариты основных и вспомогательных панелей и пространство, занимаемое трассами магистралей, значительно уменьшаются. Экономится полезная площадь в производственных (торговых, складских и др.), трансформаторных и щитовых помещениях.

2. Обеспечение надежности при передаче и распределении электроэнергии. Специально разработанная конструкция шинопровода (в особенности узлов присоединения по питающей стороне и стороне потребителя), стыковые моноблочные соединения, ответвительные элементы, а также автоматически соблюдаемые при монтаже усилия затяжки и положения узлов гарантируют надежность системы передачи и распределения электроэнергии.

3. Гибкость системы. На объектах с уже существующими электроустановками перемещение отдельных потребителей или добавление новых, передача электроэнергии в новые или реконструированные помещения представляют серьезную финансовую и техническую проблему. Особенности и преимущества модульной конструкции шинопроводов позволяют просто, быстро и экономично решить эти задачи, поскольку все элементы системы легко разбираются и собираются. При необходимости можно легко переместить систему шинопровода в другое место. Любая модернизация может проводиться без остановки производства, а многие операции – даже без снятия напряжения. Унифицированные сборочные и отводные элементы позволяют оперативно выполнять переконфигурацию системы путем простой замены.

4. Низкое электромагнитное излучение (ЭМИ). Конструкция шинопровода и, в частности, экранирующие свойства кожуха обеспечивают низкий уровень ЭМИ, что позволяет использовать шинопровод в помещениях и зонах с радиоэлектронной аппаратурой и вычислительной техникой, не применяя дополнительных мер по защите от ЭМИ. 5. Пожарная безопасность, низкая пожарная нагрузка. Шинопровод Zucchini не горюч, не передает и не распространяет горение. В случае превышения предела и времени температурной стойкости и возгорания покрасочных и изоляционных материалов, пожарная нагрузка на объект (количество и токсичность выделяемых при горении веществ, т.е. дыма, газа, твердых фракций и пр.) от шинопровода минимальна и несопоставима с кабелями. 6. Безопасность персонала. Кожух шинопровода служит защитным (РЕ) проводником, исключающим попадание персонала под действие электрического тока. В сочетании с механической прочностью и пожарной безопасностью применение шинопровода обеспечивает максимально комфортные и безопасные условия работы

Несмотря на очевидные преимущества шинопроводов, их стоимость долгое время была камнем преткновения для подрядчиков. Однако достаточно просто сравнить стоимость шинопровода с аналогичными кабельными системами. Стоимость кабельных систем увеличивается за счет необходимости прокладки нескольких кабелей, что осложняет монтаж, уже не говоря о необходимости обеспечения натяжения кабеля во избежание провисания. При использовании шинопроводов отпадает необходимость в несущих кабель-каналах, необходимость разделки и обработки кабелей, снижается количество квалифицированных рабочих и продолжительность их работы, что существенно снижает себестоимость монтажа. Время монтажа шинопровода фактически равно времени монтажа кабельного лотка перед установкой кабелей. Минимизируются также затраты на техническое обслуживание шинопроводов в процессе эксплуатации, минимальный срок которой составляет 25 – 30 лет.

Следует также учесть экономический эффект за счет энергосбережения. Существенное снижение реактивного сопротивления (т.к. оси фазных проводников конструктивно размещены очень близко друг к другу, как это показано на рис. 2) и равномерное распределение плотности тока по сечению проводника (т.к. проводник имеет прямоугольное сечение), приводит к значительному (до 40 %) снижению падения напряжения (а следовательно, и потерь энергии) в магистрали. Расчеты показывают, что при применении шинопровода на ток 1000 А длиной 100 м (вместо кабельной линии такой же длины на аналогичную нагрузку) превышение стоимости магистрали окупается только за счет экономии электроэнергии на потерях в течение 7 –8 лет эксплуатации при сохранении нынешних тарифов на электроэнергию.

Наконец, хотелось бы отметить, что благодаря своим «гибким» свойствам шинопровод Zucchiniявляется простым и эффективным элементом при проектировании. Применение шинопроводов позволяет проектировать системы электроснабжения на стадии, когда известно только предварительное размещение нагрузок, до окончательного завершения согласования плана расположения потребителей. В помощь проектировщикам компания Zucchini разработала специализированное программное обеспечение – программу PSZ. Основные возможности программы: прорисовка объемных 3D трасс; установка щитов и трансформаторов любых габаритов; возможность создания многоуровневых объектов (прорисовка стен, перекрытий); экспорт трассы в AutoCad; автоматическое формирование спецификации и экспорт в Excel.

Назначение токопроводов и их конструктивное отличие Увеличение передаваемых мощностей в системе электроснабжения промышленных предприятий требует повышения сечения сетей. В последние 20 лет наблюдается постепенный переход от кабельных линий к токопроводам, обладающим большими надежностью и перегрузочной способностью. Если в начальном периоде развития токопроводы использовались исключительно для питания отдельных потребителей (например, преобразовательных подстанций электролизных установок), то теперь их область значительно расширена: токопроводы питают подстанции, печные установки, группы потребителей металлургического, химического и других электроемких производств, расположенных вдоль трассы.

Токопроводы сооружаются на напряжения до и свыше 1000 в (до 35 кв). Конструктивно они различаются расположением фаз, материалом шин, их профилем и типом изоляторов. Большое развитие получают открытые токопроводы. Современные токопроводы имеют следующие исполнения: с жесткими шинами, закрепленными на опорных изоляторах, с расположением фаз в одной плоскости; с жесткими шинами на опорных изоляторах, с симметричным расположением фаз по вершинам равностороннего треугольника; с жесткими шинами с наружным экраном; с гибкими шинами наружной прокладки на подвесных изоляторах.

Токопроводы с расположением фаз в одной плоскости сооружаются исключительно в закрытых галереях или туннелях. Это значительно повышает основные затраты на монтаж токопроводов. Симметричные токопроводы с жесткими шинамн прокладывают в закрытых помещениях и на открытом воздухе. По сравнению с расположением фаз в одной плоскости (горизонтальной или вертикальной) симметричное расположение фаз отличается меньшими потерями электроэнергии, не требует устройства транспозиции фаз, а также имеет меньшее индуктивное сопротивление. Фазо-шины жестких токонроводов чаще всего выполняются из алюминиевого коробчатого профиля, а гибких токопроводов — из пучка голых, чаще алюминиевых проводов, расположенных по периметру круга.

В зависимости от характера трассы у гибких токопроводов фазо-шины располагаются симметрично — по вершинам треугольника в одной плоскости. При сооружении предпочтение оказывается открытым токопроводам как более экономичным, и лишь в том случае, когда трасса часто пересекается зданиями и сооружениями или когда в атмосфере содержатся агрессивные вещества, действующие разрушающе на алюминий и изоляцию, применяют закрытую прокладку токопроводов в галерее или туннеле. Галереи сооружаются непосредственно на поверхности земли либо на эстакаде. Туннели располагаются в земле на глубине 1—3 м.

При выборе конструкций токопровода существенную роль наряду с основными затратами играют потери энергии в металлических частях поддерживающих и ограждающих конструкций, в арматуре и закладных деталях, в шинодержателях и др. Значительную долю их составляют потери на перемагничивание стали. Наибольшего значения потери достигают при несимметричном расположении фаз. Если в этом случае стальные части заменить на части из алюминиевых или медных сплавов, которые не имеют потерь на перемагничивание, то удается снизить общие потери на 35—40%. Существенная роль в общем балансе потерь падает на поддерживающие конструкции, поэтому замена у них стали на сплавы имеет первостепенное значение. Удорожание стоимости конструкции из сплавов окупается сравнительно скоро, на втором-третьем году эксплуатации.

В токопроводах при симметричном расположении фаз переход от стали к сплавам не имеет актуального значения ввиду малых потерь в конструкциях благодаря скомпенсированному полю трех фаз. По этой причине поддерживающие конструкции из немагнитных сплавов находят применение главным образом при сооружении токопроводов с расположением фаз в одной плоскости. Вторая важная особенность этих токопроводов заключается в различной индуктивности фаз (из-за нолей рассеяния), вызывающей нежелательный перекос фазных напряжений у электроприемников. Чтобы избежать этого, прибегают к транспозиции фаз. Транспозиция сводится к взаимному изменению положения всех трех фаз (скрещение).

Осуществление транспозиции, однако, связано с увеличением в этом месте галереи (туннеля), что удорожает строительные работы. Эти весьма существенные недостатки не свойственны симметричным токопроводам. Для более экономичного использования опор обычно по трассе прокладывают не менее двух токопроводов. Если при этом в эксплуатации один из токопроводов отключен, то в нем от токов, проходящих в работающем токопроводе, благодаря взаимоиндукции наводится напряжение, которое может представлять опасность для персонала при ревизии или ремонте неработающего токопровода. Для локализации наведенного напряжения конструкция токопровода предусматривает устройство стационарных заземляющих закороток. При длине токопровода 1 000 м количество закороток составляет не меньше четырех.

Защита от случайных прикосновений к токопроводящим шинам в галереях и туннелях осуществляется устройством ограждения, состоящего из металлических (смотровых) сеток против изоляторов и фанерных щитов в пролете между поддерживающими конструкциями. Симметричные токопроводы специальной конструкции с жесткими шинами находят также применение на вертикальных трассах, например в шахтах. Они сооружаются главным образом на токи до 600 а при напряжении до 1 000 в. Особое место в передаче электроэнергии занимают экранированные (закрытые) токопроводы, которые находят применение главным образом на электростанциях, при присоединении генераторов к повышающим трансформаторам и к сборным шинам распределительных устройств.

Экранированный токопровод представляет собой трубу в трубе (или короб в трубе) с установленными между ними изоляторами, при этом внутренняя труба выполняет функции собственно токопровода, а наружная — экрана. Обе трубы выполняются из одного и того же проводникового материала — алюминия. Шинный пакет с охватывающим его экраном (кожухом) принципиально представляет трансформатор тока без железного сердечника. Поэтому при прохождении тока по шине в экране возникает индуктированный ток размагничивающего действия, благодаря чему результирующее магнитное поле внутри короба заметно ослабляется, и, следовательно, электродинамическое воздействие между шинными пакетами отдельных фаз такого токопровода также в значительной мере ослаблено.

Экранированные токопроводы безопасны при прикосновении к экранам и устойчивы в динамическом отношении при прохождении токов короткого замыкания. Однако высокая их стоимость является серьезным препятствием к широкому распространению. Развивающимся в настоящее время симметричным токопроводам с жесткими шинами присущи тоже некоторые недостатки, они характеризуются использованием дорогостоящих опорных изоляторов типа ИШД-35, а также технологической сложностью выполнения поворотов шинных пакетов в пространстве. Это вызывает необходимость дальнейших поисков новых конструктивных решений. Одним из возможных вариантов нового решения явится переход от жестких опорных конструкций (треугольников) к гибким подвесам с использованием более дешевых подвесных изоляторов типов П, ПМ и ПС, применяющихся на линиях электропередачи.

Токопроводы: традиции и инновации Рынок Традиционная область применения токопроводов – строительство и расширение электрических станций всех типов, электрические соединения турбогенераторов с силовыми повышающими трансформаторами, трансформаторами собственных нужд, преобразовательными трансформаторами и трансформаторами тиристорного возбуждения генераторов. В ряду наиболее известных российских производителей токопроводов – Завод «Урал-Мосэлектро» (Екатеринбург), Московский завод «Электрощит» (Москва), «Электропульт» (С.-Петербург), Невский завод «Электрощит» (С.-Петербург), «АБС ЗЭиМ Автоматизация» (Чебоксары), ГК «Электрощит»-ТМ Самара», ПФ «КТП-Урал» (Екатеринбург). Наибольшее распространение в России получили токопроводы с воздушной изоляцией. Они применяются на объектах энергетики и промышленности с конца 80-х годов.

Относительно новый для российского рынка продукт – токопроводы с литой изоляцией. Их основное преимущество – малые габариты в сечении, это хорошее решение для помещений с ограниченным пространством. Но в ряде случаев применение невозможно из-за ограничения технических характеристик (например, большой мощности передаваемой энергии). «В ближайшие годы ситуация с переходом от токопроводов с воздушной изоляцией на токопроводы с литой изоляцией коренным образом не изменится», – считает Александр Гынин. Экономический кризис негативно отразился на рынке токопроводов. Замораживание ряда объектов и перенос сроков финансирования обусловили спад производства и реализации. По мнению руководителя отдела продаж токопроводов «АБС ЗЭиМ Автоматизация» положительные изменения в сегменте токопроводов начнутся не раньше середины 2010 года.

Предлагаем обзор продукции отдельных производителей. Токопроводы и шинопроводы «ПЫШМА» Завод «Урал-Мосэлектро» производит токопроводы серии ТЗК, ТЗКР (рис. 1) и ТЗКЭП «ПЫШМА», напряжением 6 и 10 кВ на номинальный ток до 4000 А. Предназначены для выполнения электрических соединений в цепях трехфазного переменного тока частоты 50 Гц собственных нужд электростанций. d5_8.jpgРис. 1. Конструкция токопровода ТЗКР «Пышма». Токопроводы ТЗКР состоят из оболочки 1, общей для трех фаз, и токоведущих шин 2 соответствующего профиля и сечения. Шины закрепляются к изоляторам 3 внутри оболочек по вершинам равностороннего треугольника посредством специальных шинодержателей. Токопроводы ТЗКР выполняются с междуфазными разделительными перегородками 4 из металла. Перегородки предназначены для исключения возможности перехода однофазного замыкания на оболочку в межфазное короткое замыкание. Токопроводы генераторного напряжения серии ТЭНЕ «ПЫШМА» на номинальный ток до 33000 А предназначены для выполнения электрических соединений на электростанциях и подстанциях и устанавливаемые в цепях переменного тока частотой 50 и 60 Гц, напряжением до 35 кВ. Также завод выпускает и шинопроводы серии ШЗК-0,4 «ПЫШМА», напряжением до 1000 В на номинальный переменный ток 1600 и 2500 А (для электрического соединения трансформаторов собственных нужд мощностью до 1000 кВА с панелями ПСН или шкафами КТПСН-0,5 электрических станций) и шинопроводы серии ШЗК-1,2 «ПЫШМА», напряжением до 1200 В на номинальные постоянные токи 2000, 4000, 5000 и 6300 А, предназначены для электрического соединения возбудителей с панелями, сборками и щитами рабочего и резервного возбуждения генераторов мощностью до 1200МВт электрических станций.

Конструктивные особенности и преимущества токопроводов и шинопроводов «ПЫШМА»: • изготавливаются закрытыми в пофазном (ТЭНЕ и ТЭНП) исполнении. Это исключает попадание на шины посторонних предметов и доступ персонала к токоведущим частям; • все токопроводы и шинопроводы по всей трассе – цельносварные; • токопроводы и шинопроводы электродинамически устойчивы; • внешнее магнитное поле токопроводов скомпенсировано; • разъемные электрические контактные соединения к выводам электрооборудования осуществляется с применением высоконадежных переходных контактов имеющих серебряное покрытие; • на шинах устанавливаются компенсаторы линейных расширений для компенсации линейных изменений, вызываемых температурными перепадами; • кожухи секций имеют гофрированный профиль для компенсации линейных изменений, вызываемых температурными перепадами; • опорные изоляторы устойчивы к выпадению росы, инея и загрязнению, и имеют полимерную изоляцию. При необходимости узлы крепления изоляторов обеспечивают возможность легкой замены изоляторов без разборки секции;

• в полости токопроводов ТЭНЕ и ТЭНП исключены емкостные разряды (искрение). Для этого между шинами и верхними изоляторами, а при вертикальной прокладке на всех изоляторах предусмотрена установка специальных стержневых пружинных контактов • конструкцией токопровода ТЭНЕ предусмотрены меры, обеспечивающие возможность удаления из полости токопровода водорода при возможных его утечках через неплотности в узлах крепления выводов генератора; • крепление секций токопроводов ТЭНЕ и ТЭНП к поперечным балкам – разъемно изолированное, что исключает циркуляцию наводимых токов • замер сопротивления в опорных узлах токопровода обеспечивается без разборки узлов крепления; • конструкция узлов соединения кожухов токопровода с генератором и трансформаторами исключает возможность перегрева кожухов секций от наводимых токов; • в состав токопровода и шинопровода в зависимости от конфигурации трассы входят угловые, Z-образные, Т-образные, угловые и другие секции; • токопровод и шинопровод могут быть укомплектованы электроаппаратурой и оборудованием в (трансформаторами тока и напряжения, разрядниками, ограничителями перенапряжений, трехполюсными заземлителями, разъединителями, проходными изоляторами и др.) зависимости от проектного задания. По требованию заказчика могут быть применены и другие типы электрооборудования; • все кожуха и шины токопроводов и шинопроводов покрыты высококачественным полимерным порошковым покрытием; • все изделия подвергающиеся коррозии покрыты высококачественным антикоррозийным покрытием.

Токопроводы КТЕА Выпускаются ЗАО ПФ «КТП-Урал» на номинальные токи от 630 до 5000 А. «Материал, используемый для изготовления шин, может быть как из специального алюминиевого профиля, так и из медных шин в диапазоне 630-2500 А», – поясняет Олег Летошко, начальник отдела перспективных разработок ЗАО ПФ «КТП-Урал». Токопроводы КТЕА предназначены для электрического соединения силовых трансформаторов с секциями КРУ и секций КРУ между собой. Также токопроводы КТЕА(М) могут применяться:  в открытых (ОРУ) и закрытых распределительных устройствах (ЗРУ) в составе подстанций других производителей;  в системах электроснабжения предприятий различного назначения;  в системах собственных нужд электростанций. Токопроводы КТЕА(М) представляют собой трехфаз¬ную систему токоведущих шин с опорными изо¬ляторами, установленными на общей несущей раме (рис. 2). Токопровод монтируется на месте установки из набора трехфазных секций полной заводской готовности. Необходимая конфигурация токопро¬вода обеспечивается соответствующим подбором состава стандартных и специальных секций.

Рис. 2. Основные элементы конструкции токопроводов КТЕА(М).

Токопроводы КТЕА(М) имеют два варианта исполнения: 1) на номинальные токи 630, 1000, 1600, 2000, 2500 А; 2) на номинальные токи 3150, 4000, 5000 А. Основное конструктивное различие вариантов исполнений токопроводов заключается в форме сечения токоведущих шин: в токопроводах на токи 630÷2500 А токоведущие шины имеют корытообразное сечение (рис. 3), а в токопроводах на токи 3150÷5000 А – трубчатое.

Рис. 3. Токоведущие шины на опорной раме без защитного кожуха, исполнения 630÷2500 А Основные элементы секций токопровода – три токоведущие шины, расположен¬ные на полимерных опорных изоляторах, а также опорная рама и съемный кожух. Крепление шин корытообразной формы к изоляторам выполнено при помощи болтов; крепление трубчатых шин – при помощи хомутов. Токоведущие шины и рама выполнены из специального алюминиевого про¬филя электротехнического назначения; кожух – из алюминиевого листа. Возможно использование токоведущих шин из медного профиля. Охлаждение токопровода – естественное воздушное, с отводом тепловой энергии через алюминиевую оболочку. На шинах токопроводов устанавливаются компенсаторы линейных расширений для компенсации линейных изменений, вызываемых температурными перепадами. Соединения токоведущих шин соседних секций выполняются при помощи сварки. На участках подключения токопровода к силовому оборудованию, а также соединений секций наружной установки с секциями внутрен¬ней установки используются проходные изолято¬ры. Шины токопровода окрашиваются в соответствии с цветовым обозначением по правилам устройства электроустановок (ПУЭ).

Высокая надежность при передаче мощности – основное преимущество токопроводов КТЕА производства ЗАО ПФ «КТП-Урал». Надежная работа токопроводов КТЕА в течение всего срока службы обеспечивается рацио¬нальной конструкцией, оптимальным сечением токоведущих частей, эффективной системой контроля качества работ при изготовлении и монтаже секций (см. Табл. 1).

Таблица 1. Особенности и преимущества токопроводов КТЕА.

Инновации В токопроводах производства ОАО «Мосэлектрощит» применяется инновационная система наддува, позволяющая поддерживать относительную влажность на необходимом уровне и предотвращающая разрушение опорных изоляторов. Также заводом разработана система индивидуального контроля сопротивления опорных изоляторов в режиме on-line. Благодаря ей можно вести непрерывную диагностику состояния опорной изоляции токопровода, быстро находить неисправные участки и тем самым предупреждать возможное развитие аварийных ситуаций.

Способ монтажа токопровода Монтаж токопровода с гибкими шинами За последние годы в порядке производственного эксперимента в химической промышленности была осуществлена передача мощности к потребителю на генераторном напряжении 6 кв с помощью гибкого токопровода, выполненного из голых алюминиевых проводов. Каждая фазошина токопровода выполнялась расчлененной из шести проводов сечением 600 мм2 с расположением их по окружности. Фазошины подвешивались на опоры по вершинам равностороннего треугольника при расстоянии 3 250 мм. Монтаж шин осуществлялся на подвесных изоляторах типа П-4,5 с применением сетевой арматуры обычного исполнения. В остальном приемы монтажа гибкого токопровода схожи с приемами монтажа линий электропередачи высокого напряжения. Сборка фазо-шин производилась на земле после предварительной раскатки проводов вдоль трассы. Она сводилась к прикреплению проводов хомутами к распорным кольцам.

Подъем шин на опоры и подвеска на изоляторы выполнялись с помощью монтажных кранов и полиспастов. В порядке технологической последовательности сначала поднимается и монтируется одна из верхних фаз, затем вторая верхняя фаза, и, наконец, нижняя фаза. При подвеске шин рационально использовать автогидроподъемники и аналогичные механизмы. После подвески каждой фазо-шины производят подтяжку проводов в соответствии со стрелой провеса, указанной в проекте. Единичный опыт монтажа гибкого токопровода является недостаточным для возможности оценки и дачи рекомендаций по наиболее рациональным приемам. Технология монтажа нуждается в дальнейшем совершенствовании. Особого внимания заслуживают операции по подъему на опоры гирлянд из проводов, образующих фазо-шину, а также выполнение отпаек от токопровода в местах отбора мощности. Применяющиеся с этой целью болтовые контактные сжимы, вероятно, будут упразднены с заменой на цельнометаллические соединения на сварке.

При производстве заготовительных и монтажных работ должен осуществляться контроль качества. При выходе из МЗУ или полигона готовых секций токопровода проверяют соответствие с проектом длин, углов поворота, междуфазных расстояний, количества и расположения перемычек (сухарей) и приваренных к торцам шин накладок. Кроме того, контролируют правильность крепления изоляторов и шин, качество покраски шин и конструкций и правильность фазовой расцветки. Качество покраски определяется по внешнему виду, при этом не должно быть отмечено пропусков окраски. Точность соблюдения линейных размеров должна укладываться в строительные допуски. Междуфазные расстояния не должны отличаться более чем на ±10 мм от проектных размеров, а угловые повороты — не более чем на ±2°. Качество сварных соединений проверяется по внешнему виду и признается удовлетворительным, если при осмотре не обнаружено прожогов, непроваров и подрезов глубиной более 0,1 толщины шины, а также соблюдены размеры сварочных швов. Не допускается также иметь остатки флюса и шлака на поверхности сварного соединения. При неудовлетворительных результатах изделие бракуется и подлежит ремонту.

В монтажной зоне контроль ведется визуально. Критерием оценки качества являются: полная законченность (отсутствие недоделок) и хороший внешний вид, отвечающий эстетическим требованиям, заложенным в проекте. В процессе заготовительных и монтажных работ должны соблюдаться меры безопасности. Помимо общих требований, должны соблюдаться следующие дополнительные меры безопасности при работах с крупногабаритными тяжеловесными секциями и блоками: сборка секций, погрузка на автопоезд, а также подъем на опоры и подвеска производятся с использованием кранов соответствующей грузоподъемности; все такелажные тросы, стропы должны быть рассчитаны на максимальные нагрузки и иметь требуемый запас прочности; такелаж, запасовка монтажных тросов и крепление монтажных приспособлений (например, траверсы) должны быть проверены под контрольной нагрузкой до начала подъема секций путем пробного подъема опоры на высоту 1 м от земли. Подъем следует производить плавно, без рывков; схема подъема секций должна быть утверждена главным инженером монтажного управления. Предварительно схема подъема испытывается на серии пробных подъемов с целью проверки надежности всех такелажных средств, приспособлений и механизмов.

Рабочие, выполняющие подъем тяжеловесов с помощью механизмов и их монтаж, должны быть предварительно обучены соответствующим правилам и умению пользоваться вспомогательными приспособлениями. При обвязке (строповке) груза необходимо подбирать стропы такой длины, чтобы угол между их ветвями при подвеске груза к крюку по возможности был бы не более 90° (45° к вертикали). Должны быть приняты меры, предотвращающие возможность скольжения стропа вдоль груза, для чего следует использовать выступающие детали. Допускается также установка для этой цели специальных болтов и упоров. При обвязке груза сгропы следует накладывать без «жучков». У острых углов груза под строп должны быть подложены деревянные или металлические подкладки либо маты из пеньковых канатов. Точки прикрепления стропов к грузу надо располагать симметрично и выше центра тяжести груза. Положение центра тяжести груза и соответственно места строповки должны быть определены путем пробных подвешиваний.

Опускать груз следует медленно. Стропы можно снимать лишь после того, как установленный груз принял устойчивое положение. Нахождение людей под неподвижным или перемещаемым подвешенным грузом запрещается. Бойченко В. И., Монтаж токопроводов — М., «Энергия», 1968