Когда речь заходит о низковольтных распределительных щитах, основное внимание обычно уделяется автоматическим выключателям, защитным устройствам и корпусам оборудования.
Однако один из важнейших компонентов часто остаётся без должного внимания — система сборных шин.
Сборные шины принимают электрическую энергию от вводных цепей и распределяют её между отходящими линиями.
Их конструкция напрямую влияет на безопасность, эксплуатационные характеристики и надёжность всего распределительного устройства.
Поэтому понимание принципов проектирования шинных систем имеет большое значение для создания безопасных и эффективных систем распределения электроэнергии.
Почему системы сборных шин так важны?
По сравнению с традиционными системами распределения электроэнергии с использованием кабелей сборные шины обладают рядом преимуществ.
Они позволяют создавать более компактные конструкции, обеспечивают передачу больших токов и упрощают организацию электрических соединений внутри распределительного щита.
При правильном проектировании шинные системы также могут обеспечивать более удобный доступ для осмотра и технического обслуживания.
Поэтому они широко применяются на следующих объектах:
- Промышленные предприятия и производственные комплексы
- Коммерческие здания
- Центры обработки данных
- Объекты энергетики
- Инфраструктурные объекты и EPC-проекты
В системах большой мощности правильный выбор конфигурации сборных шин имеет особенно важное значение.
Почему GVD использует медные сборные шины?
В низковольтных распределительных щитах GVD мы используем исключительно медные сборные шины.
Медь отличается высокой электрической проводимостью и хорошими механическими свойствами.
Она также обеспечивает надёжную работу в сложных эксплуатационных условиях.
Ещё одним важным преимуществом является возможность применения меди в системах с высокими требованиями к стойкости при коротком замыкании при условии правильного проектирования опорных конструкций и соединений.
Эти характеристики делают медь эффективным материалом для высокопроизводительных систем распределения электроэнергии.
Универсальной конфигурации сборных шин не существует
Распределительный щит на 630 А и щит на 6300 А не могут использовать одинаковую конфигурацию сборных шин.
Более того, даже два распределительных щита с одинаковым номинальным током могут требовать различных шинных систем.
Почему?
Потому что выбор сборных шин зависит не только от номинального тока.
Необходимо учитывать и другие факторы:
- Температуру окружающей среды
- Степень защиты оболочки (IP)
- Габаритные размеры и глубину распределительного щита
- Производителя, модель и типоразмер воздушного автоматического выключателя (ACB)
- Требования к стойкости при коротком замыкании
Каждый из этих параметров влияет на окончательную конструкцию системы.
Практический пример GVD
Рассмотрим систему сборных шин на 6300 А.
В определённой конфигурации GVD такая система способна проводить полный номинальный ток при температуре окружающей среды 25 °C.
Однако при температуре 50 °C и степени защиты выше IP31 допустимый ток снижается до 5800 А.
Это соответствует уменьшению токовой нагрузки примерно на 8 %.
Такое изменение нельзя считать незначительной технической деталью.
Это важное проектное требование, которое необходимо учитывать ещё до начала производства распределительного щита.
Данный пример показывает, что проектирование шинных систем не ограничивается выбором медных проводников.
Инженеры должны анализировать все условия эксплуатации и проектировать систему распределения электроэнергии с учётом этих факторов.
Как изменяется конфигурация шин в зависимости от номинального тока?
С увеличением требуемого тока одной шины может оказаться недостаточно.
В таких случаях используются несколько параллельных шин, позволяющих распределить ток и обеспечить необходимые тепловые и механические характеристики.
В GVD применяется системный подход к выбору конфигурации сборных шин в зависимости от условий эксплуатации.
Типовые решения для определённых конфигураций GVD включают:
- До 1600 А: две шины на фазу, например 2 × 60 × 10 мм
- До 2500 А: две шины увеличенного сечения на фазу, например 2 × 100 × 10 мм
- До 4000 А: четыре шины на фазу, например 4 × 100 × 10 мм
- Свыше 5000 А: системы с двумя группами шин, содержащими в общей сложности от пяти до семи шин на фазу
Для некоторых систем с током выше 5000 А GVD использует конфигурации с двумя группами шин и глубиной шкафа 600 + 600 мм.
Такая конструкция позволяет предусмотреть необходимое пространство для распределения тока, охлаждения и механической поддержки.
Окончательная конфигурация всегда должна соответствовать требованиям проверенной конструкции конкретного распределительного устройства.
Почему важна совместимость с производителем ACB?
Одним из важных аспектов проектирования шинных систем является совместимость с воздушными автоматическими выключателями (ACB).
Различные производители используют разные конструкции выводов, геометрию соединений и монтажные размеры.
GVD предлагает комплекты шинных соединений для оборудования ведущих производителей:
- ABB
- Schneider Electric
- Siemens
- Eaton
- Legrand
Размеры медных шин, геометрия соединений и конструкция защитных панелей могут отличаться в зависимости от производителя и модели автоматического выключателя.
Использование неподходящего комплекта соединений может нарушить электрическую и механическую целостность системы.
Поэтому правильный выбор соединительного комплекта имеет решающее значение для безопасной и надёжной эксплуатации.
Стационарный или выкатной ACB: влияет ли это на конструкцию шин?
Да.
Тип установки автоматического выключателя также необходимо учитывать при проектировании.
Стационарные и выкатные воздушные автоматические выключатели могут требовать различных комплектов соединений, монтажных конструкций и защитных панелей.
Выкатной ACB оснащён механизмом, позволяющим перемещать выключатель между предусмотренными рабочими положениями.
Стационарный ACB устанавливается в фиксированном положении.
Эти различия влияют на способ подключения шинной системы к автоматическому выключателю.
Следовательно, конструкция соединений должна соответствовать как модели ACB, так и типу его установки.
Небольшие конструктивные детали имеют большое значение
Проектирование сборных шин также зависит от внутренних размеров распределительного щита.
В соответствующих конфигурациях GVD шинные системы проектируются на основе стандартной глубины шкафа 600 мм.
Для шкафов глубиной 800 мм и более в зависимости от конструкции могут потребоваться вертикальные разделители шин.
Эти элементы помогают обеспечить предусмотренное внутреннее разделение и правильное механическое расположение компонентов.
Усиление конструкции для обеспечения стойкости к короткому замыканию
Высокие токи короткого замыкания создают значительные электродинамические усилия.
Эти усилия могут вызывать серьёзные механические нагрузки на шины, соединения и опорные конструкции.
Для применений с требованиями к стойкости при коротком замыкании от 75 кА до 120 кА в совместимые комплекты соединений GVD могут включаться дополнительные стабилизирующие элементы.
Такие усиления повышают механическую прочность шинной системы.
Хотя эти компоненты могут казаться второстепенными, они играют важную роль в обеспечении надёжной работы всего распределительного устройства.
Вертикальные сборные шины: другая система распределения электроэнергии
Вертикальные сборные шины обычно используются для распределения электроэнергии между различными функциональными блоками или отсеками распределительного щита.
Их механическая конструкция отличается от конструкции основных горизонтальных шин.
GVD также предлагает решения с вертикальными сборными шинами для применений с током до 3200 А.
Такие системы требуют специально спроектированных внутренних опорных конструкций.
Количество и расположение точек крепления зависят от нескольких факторов:
- Поперечного сечения шин
- Номинального тока
- Требуемой стойкости при коротком замыкании
- Внутренней компоновки распределительного щита
В соответствующих конфигурациях GVD с током свыше 3200 А требуется минимальная ширина отсека 300 мм.
Как и в случае горизонтальных шин, окончательная конструкция должна оцениваться в составе всего распределительного устройства.
IEC 61439 и проверка конструкции шинных систем
Системы сборных шин являются важной частью процесса проверки конструкции низковольтных комплектных распределительных устройств.
Стандарты IEC 61439-1 и IEC 61439-2 устанавливают требования к проектированию и проверке таких устройств.
К основным проверяемым характеристикам относятся:
- Допустимое превышение температуры
- Стойкость при коротком замыкании
- Диэлектрические свойства
- Воздушные зазоры и пути утечки
- Непрерывность защитных цепей
- Механические и электрические соединения
Соответствие требованиям стандартов нельзя установить только на основании характеристик медных шин.
Полностью собранное распределительное устройство должно соответствовать применимым требованиям проверки конструкции.
Инженерный подход GVD к проектированию шинных систем
В GVD мы не рассматриваем сборные шины как отдельные, независимые компоненты.
Мы проектируем их как неотъемлемую часть всей низковольтной системы распределения электроэнергии.
С самых ранних этапов разработки наши инженеры учитывают номинальный ток, температуру окружающей среды, степень защиты IP, совместимость с ACB, размеры распределительного щита и требования к стойкости при коротком замыкании.
Потому что надёжность низковольтного распределительного щита определяется не только качеством его компонентов, но и тем, насколько грамотно они спроектированы для совместной работы.
Хотите узнать больше о низковольтных распределительных щитах GVD или обсудить технические требования вашего следующего проекта?
Наша команда будет рада помочь вам.
Свяжитесь с GVD
Электронная почта: export@gvd.com.tr
Веб-сайт: www.gvd.com.tr
Часто задаваемые вопросы о системах сборных шин
1. Что такое система сборных шин в электрическом распределительном щите?
Система сборных шин представляет собой совокупность электрических проводников, предназначенных для распределения электроэнергии внутри распределительного щита.
Она передаёт электроэнергию от вводных цепей к отходящим линиям.
Правильное проектирование шинной системы способствует безопасному распределению тока, обеспечению необходимых тепловых характеристик и стойкости при коротком замыкании.
2. В чём разница между медными и алюминиевыми сборными шинами?
Медь обладает более высокой электрической проводимостью по сравнению с алюминием. Как правило, для передачи одинакового тока она позволяет использовать проводники меньшего сечения.
Алюминий легче и может быть более экономичным решением.
GVD использует исключительно медные сборные шины в своих низковольтных распределительных щитах для обеспечения высокой производительности и надёжного распределения электроэнергии.
3. Как определяются размеры и количество сборных шин?
Размеры шин и количество параллельных проводников зависят от номинального тока, температуры окружающей среды, степени защиты IP, габаритов шкафа, условий охлаждения и требований к стойкости при коротком замыкании.
Например, в определённых конфигурациях GVD для 1600 А используются две шины на фазу, а для 4000 А — четыре шины на фазу.
Окончательный выбор должен соответствовать проверенной конструкции системы.
4. Влияет ли температура окружающей среды на допустимый ток сборных шин?
Да. Повышенная температура окружающей среды может снижать допустимую токовую нагрузку шинной системы.
Например, в определённой конфигурации GVD система на 6300 А при температуре 50 °C и степени защиты выше IP31 может иметь допустимый ток 5800 А.
Поэтому температурные условия необходимо учитывать на этапе проектирования распределительного щита.
5. Как степень защиты IP влияет на работу сборных шин?
Степень защиты IP характеризует защиту оболочки оборудования от проникновения твёрдых предметов и воды.
Высокая степень защиты может ограничивать естественную вентиляцию и влиять на повышение температуры внутри шкафа.
Поэтому при выборе шин необходимо учитывать проверенные тепловые характеристики всего распределительного устройства, особенно для закрытых систем IP54, IP55 и IP65.
6. Почему стойкость при коротком замыкании важна для сборных шин?
Во время короткого замыкания сборные шины подвергаются значительным тепловым и электродинамическим нагрузкам.
Проводники, соединения и опорные конструкции должны выдерживать эти воздействия без недопустимых повреждений.
GVD предлагает решения для механического усиления определённых конфигураций с требованиями к стойкости при коротком замыкании от 75 кА до 120 кА.
7. Можно ли использовать один и тот же комплект шинных соединений для разных марок ACB?
Не всегда.
Производители ABB, Schneider Electric, Siemens, Eaton и Legrand могут использовать различные размеры выводов, геометрию соединений и монтажные конструкции.
Поэтому комплекты шинных соединений необходимо выбирать с учётом производителя, модели, номинального тока и типа установки ACB.
GVD предлагает специальные комплекты соединений для различных марок и моделей ACB, обеспечивая электрическую и механическую совместимость внутри распределительного щита.
8. Отличаются ли шинные соединения для стационарных и выкатных ACB?
Да. Стационарные и выкатные ACB могут иметь различную геометрию соединений и требования к монтажу.
Поэтому для них могут потребоваться разные комплекты соединений, монтажные элементы и защитные панели.
Правильная конфигурация выбирается в соответствии с моделью автоматического выключателя и типом его установки.
9. Почему в системах свыше 5000 А используются две группы сборных шин?
В системах с большими токами может потребоваться несколько параллельных шин для обеспечения необходимой токовой нагрузки и тепловых характеристик.
В определённых конфигурациях GVD с током свыше 5000 А применяются системы с двумя группами шин и глубиной шкафа 600 + 600 мм.
Такая конструкция обеспечивает дополнительное пространство для соединений, охлаждения и механической поддержки.
10. Какие стандарты применяются к низковольтным системам сборных шин?
Основными стандартами для низковольтных комплектных распределительных устройств являются IEC 61439-1 и IEC 61439-2.
Они включают требования к превышению температуры, стойкости при коротком замыкании, диэлектрическим свойствам, непрерывности защитных цепей и проверке конструкции.
Соответствие шинной системы требованиям стандартов необходимо оценивать в составе всего распределительного устройства.
11. В чём разница между горизонтальными и вертикальными сборными шинами?
Горизонтальные сборные шины обычно обеспечивают основное распределение электроэнергии между секциями распределительного щита.
Вертикальные шины распределяют электроэнергию между функциональными блоками или отходящими цепями внутри секции.
Их конструкция, система крепления и требования к стойкости при коротком замыкании могут различаться в зависимости от применения.
12. Могут ли два распределительных щита с одинаковым номинальным током иметь разные конфигурации шин?
Да.
Два распределительных щита с одинаковым номинальным током могут эксплуатироваться при разных температурах окружающей среды, иметь различные степени защиты IP, размеры, модели ACB и требования к стойкости при коротком замыкании.
Поэтому одинаковый номинальный ток не обязательно означает возможность использования одинаковых размеров и конфигураций сборных шин.
Правильный выбор шинной системы зависит от всех условий эксплуатации и проверенной конструкции распределительного устройства.