Монтаж шинопроводов и токопроводов выше 1000 В

     
МОНТАЖ ШИНОПРОВОДОВ И ТОКОПРОВОДОВ ВЫШЕ 1000 В

Рост единичных мощностей генераторов, трансформаторов и электроприемников потребовал применения линий с большим количеством параллельно проложенных кабелей. Для снижения стоимости и повышения надежности электроснабжения кабельные линии были заменены шинопроводами и токопроводами, монтаж которых гораздо проще.

Однако в настоящее время кабели больших сечений в пластмассовой изоляции 2000-2500 мм 6 и 10 кВ (марки АВЭВ) постепенно начинают вновь заменять магистральные питающие шинопроводы ВН, что дает экономический эффект и снижение потерь электроэнергии вследствие значительно меньшего их индуктивного сопротивления.

Кабели до 1 кВ сечением 1000-2000 мм (марки АсВВ) начинают заменять в ряде случаев магистральные шинопроводы до 1000 В.

В сетях 6-35 кВ промышленных предприятий предписывается применять гибкие или жесткие шинопроводы и токопроводы с симметричным расположением фаз для передачи в одном направлении мощности более 15-20 МВ·А при 6 кВ, более 25-35 МВ·А при 10 кВ и более 35 МВ·А при 35 кВ.

Шинопроводы и токопроводы применяют для питания крупных потребителей, передачи электроэнергии от электростанции или главной понизительной подстанции при 6, 10 или 35 кВ к основным цехам предприятия, подсоединения генераторов и трансформаторов большой мощности к сборным шинам РУ, а также для соединения их между собой при работе по схеме блока генератор - трансформатор.

Преимущества шинопроводов и токопроводов по сравнению с ранее применявшимися кабельными связями: замена дефицитных кабелей голыми алюминиевыми шинами, экономия свинца, алюминия и изоляционных материалов, идущих на изготовление кабеля. Шинопроводы и токопроводы более надежны и удобны в эксплуатации, исправление повреждений на них может быть выполнено быстрее. Отсутствие изоляции обусловливает значительно большую перегрузку в аварийных режимах. Применение вместо кабелей шинопроводов и токопроводов дает экономию электроэнергии на 10 - 15% за счет сокращения потерь в проводниках, уменьшение расхода цветных металлов на 50-60%, уменьшение денежных затрат на 5-10%.

Конструкции магистральных токопроводов выше 1000 В: гибкий, выполненный голыми проводами больших сечений; из труб, проложенных в виде "гибкой нити"; из труб или других профилей, выполненных в виде жесткой балки; из шин различных профилей, закрепленных на подвесных изоляторах.

Во всех случаях стремятся применять открытую прокладку магистральных токопроводов,  если это возможно по условиям окружающей среды и отвода "коридора" на территории предприятия подтрассу. В условиях большой стесненности территории или повышенной агрессивности среды применяют прокладку токопроводов в закрытых галереях или в туннелях.

В галереях и туннелях применяют открытые жесткие токопроводы, защищенные от случайных прикосновений сетчатыми ограждениями. Ширина коридора обслуживания при одностороннем расположении токопровода принимается не менее 1000 мм, при двустороннем 1200 мм; высота ограждений не менее 1700 мм от пола. Если длина токопровода превышает 150 м, то ширина коридора обслуживания увеличивается не менее чем на 200 мм.

Наиболее рациональной конструкцией является такая, при которой шины отдельных фаз располагают симметрично по отношению друг к другу. Такое расположение уменьшает полное электрическое сопротивление токопровода и обеспечивает его одинаковое значение во всех фазах. Активное сопротивление симметричного токопровода на 35-40% меньше, чем токопровода с горизонтальным или вертикальным расположением шин; потери электроэнергии снижаются в 2 раза.

Существенное значение имеют потери электроэнергии, расходуемые на нагрев поддерживающих стальных конструкций вследствие их перемагничивания переменным магнитным полем. При несимметричном расположении фаз явление нагрева поддерживающих конструкций проявляется значительно сильнее. С целью уменьшения потерь электроэнергии в поддерживающих конструкциях их стали выполнять из немагнитных алюминиевых сплавов. Для сварных конструкций применяют алюминиевые сплавы АМГ-6 или АМГ-5; для клепаных конструкций - сплавы Д16-Т, Д1Т, AB-TI и др.

Симметричные подвесные токопроводы на 6 или 10 кВ для наружной прокладки состоят из алюминиевых шин коробчатого сечения, укрепленных на изоляторах, расположенных звездообразно, Они могут быть проложены на отдельно стоящих опорах, на конструкциях вдоль глухой стены производственного здания или в закрытой галерее.

Наиболее простой и экономичной конструкцией являются гибкие открытые токопроводы, прокладываемые на опорах. На рис.1 показана одна цепь гибкого двухцепного открытого токопровода 10 кВ, подвешенного на опорах. Токопровод выполнен е расщепленными фазами: каждая фаза состоит из шести алюминиевых проводов А 600 сечением 600 мм(2). Фазы каждой цепи расположены симметрично по вершинам равностороннего треугольника. Фазы Л и С подвешивают к траверсе опор на гирляндах из двух поддерживающих изоляторов. Фазу В подвешивают симметрично к фазам. Л и С, при этом центры фаз образуют равносторонний треугольник со сторонами 2000 мм. Между фазами Л и С устанавливают распорки - фиксаторы с двумя изоляторами.

Рис.1. Симметричный гибкий токопровод, выполненный голыми проводами больших сечений:
а - гибкие провода фазы А; b - то же фазы В; с -то же фазы С; 1 - подвесные изоляторы; 2 - изоляторы-фиксаторы между фазами А и С;
3 - траверса опоры; 4 - междуфазные фиксаторы; 5 - конструкция для крепления проводов одной фазы

Для симметричного расположения шести проводов каждой расщепленной фазы применяют специальные конструкции, подвешиваемые к гирлянде изоляторов. Во избежание схлестывания между собой проводов расщепленных фаз от динамических усилий, возникающих при коротких замыканиях, предусматривается установка внутрифазных распорок. Для предотвращения возможности схлестывания проводов разных фаз устанавливают междуфазные фиксаторы с изоляторами.

Когда гибкие открытые токопроводы не могут быть применены по условиям стесненности территории (ширина "коридора" для гибкого токопровода с учетом установки молниеотводов составляет 25 м), а также по условиям агрессивности окружающей среды, наиболее экономичной конструкцией является симметричный жесткий самонесущий токопровод из алюминиевых труб, проложенных в виде "гибкой нити" (рис.2). В качестве шин применяют высокопрочные трубы диаметром 250 мм с толщиной стенки 10 мм из алюминиевого сплава АД31Т-1, сопротивление которых изгибу в 5 раз превышает сопротивление изгибу алюминиевых шин коробчатого профиля. Это позволяет сократить количество междуфазных распорок, увеличить шаг подвески шин с 1,5-3 до 20-30 м, тем самым более чем вдвое сократить количество опор по трассе и уменьшить массу опор. При прокладке по территории предприятий химической промышленности с атмосферой, насыщенной хлором, шины покрывают противокоррозионным защитным слоем лака ХСЛ по грунтам ЭП-1010 и ВЛ-02.

Рис.2. Двухцепный симметричный самонесущий токопровод, проложенный в виде "гибкой нити" из шин трубчатого сечения
из алюминиевого сплава АД31-Т1 диаметром 250 мм с толщиной стенки 10 мм

Подвеску шин к опорам делают эластичной, на двух балансирующих коромыслах. Между фазами устанавливают распорки. Температурные компенсаторы и повороты выполняют гибкими алюминиевыми проводами А-300 по 12 проводов на каждую фазу.

Защита от грозовых разрядов осуществляется молниеприемниками, установленными вдоль трассы по обеим сторонам в шахматном порядке (металлические решетчатые мачты высотой 25-35 м).

Подсоединение генераторов и трансформаторов к сборным шинам РУ, а при схеме "блок генератор - трансформатор" - соединение их между собой раньше выполняли в виде "шинных мостов", затем в виде "гибких связей" из голых многожильных алюминиевых проводов; в настоящее время для этих цепей находят применение комплектные симметричные экранированные токопроводы (рис.3). Секция марки КСТТ-11/2500 состоит из сварного цилиндрического алюминиевого кожуха диаметром 810 мм, к которому приварены литые фланцы. В кожухе на опорных изоляторах укреплены фазы шин, расположенные симметрично по вершинам равностороннего треугольника.

Алюминиевые шины имеют корытный профиль с размерами 200x90X10 мм. На одном конце секции к шинам приварена гибкая связь (компенсатор с башмаком), а на другом - торцевая пластина для приварки к ней гибкой связи соседней секции при монтаже Стыковку соседних секций алюминиевого кожуха - экрана выполняют хомутами, состоящими из двух полуцилиндров, стягиваемых болтами. Фланцы на концах имеют кольцевые канавки, в которые вставляют и наклеивают резиновые кольца для обеспечения надежного уплотнения хомутов при соединении соседних секций, а также для изоляции хомутов от алюминиевых кожухов секций. К кожуху секций приварены специальные уголки для заземления.

На электростанциях для соединения мощных генераторов с трансформаторами и трансформаторов с шинами РУ применяют экранированные токопроводы, отдельные для каждой фазы. Внутри производственных помещений токопроводы выше 1000 В применяют редко и только в закрытом или пыленепроницаемом исполнении, а в помещениях сырых и особо сырых - в брызгозащищенном исполнении. Прокладка открытых токопроводов выше 1000 В в производственных (не  электротехнических) помещениях не допускается.