קונסטרוקציות פסים של מתג

פסים הם מוליכים חשופים, מסיביים יחסית, נושאי זרם עם חתך מלבני, עגול או צדודית. בחצרים של מתג סגור, כל הענפים מהפסים והחיבורים למכשירים נעשים גם עם מוליכים חשופים היוצרים פס.

נוצץ הם החלק המרכזי והקריטי ביותר של המתג, שכן הם מקבלים חשמל מכל מחוללי התחנות (או שנאי תחנות משנה) וכל הקווים היוצאים מחוברים אליהם.

במתגים סגורים עד וכולל 35 קילוואט, הפסים עשויים מפסי אלומיניום מלבניים. צמיגי פלדה משמשים במתקני חשמל בעלי הספק נמוך בזרמי עומס שאינם עולים על 300-400 A.

יש לציין כי חוטים מלבניים (שטוחים) חסכוניים יותר מחוטים עגולים. עם אותו שטח חתך, לצמיג מלבני יש משטח קירור רוחבי גדול יותר מאשר צמיג עגול.

בחדר החלוקה מותקנים צמיגים על מתלים מיוחדים לאוטובוסים או מסגרות לכלוב ציוד. פסים מונחים על מבודדי החרסינה התומכים בקצה או שטוח ומקובעים עם מחזיקי פס.

ישנן דרכים רבות ושונות להרכבת צמיגים. לכל אחד מהם יש את היתרונות והחסרונות שלו.

תנאי הקירור טובים יותר עבור צמיגים מצולעים מאשר עבור פנצ'רים. במקרה הראשון, מקדם העברת החום גבוה ב-10-15% מאשר במקרה השני, וזה נלקח בחשבון בעת ​​קביעת עומס הזרם המותר (PUE). לצמיגים הפונים לשכניהם עם הצד הצר שלהם (צלע) יש יציבות מכנית גדולה יותר.

על מנת לאפשר לצמיגים לנוע לאורך התבנית הקטנה שלהם כאשר הטמפרטורה מתארכת, הצמיג מקובע בחוזקה באמצע הקטע ובאופן רופף למרחק. בנוסף, עבור אורכי אוטובוס ארוכים, מותקנים מפצים כדי להתאים את התרחבות הטמפרטורה. שני הפסים מחוברים ביניהם באמצעות צרור גמיש של פסי נחושת או אלומיניום דקות. הקצוות של פסי הפסים אינם מחוברים היטב למבודד התומך, אלא חיבור הזזה דרך החורים הסגלגלים האורכיים.

כדי למנוע מתחי טמפרטורה, הפסים מחוברים בחלק מהמקרים להתקנים קבועים (מלחציים) באמצעות חבילות גמישות הבנויות בקצוות של פסים קשיחים.

גדלי פסי הנחושת והאלומיניום הגדולים ביותר בשימוש הם 120×10 מ"מ.

עבור עומסי זרם גבוהים (עבור פסי נחושת מעל 2650 A ועבור אלומיניום - 2070 A) משתמשים בפסים מרובי פס - חבילות של שתיים או פחות שלוש פסים בכל שלב; המרחק הרגיל בין הרצועות באריזה נלקח שווה לעובי של רצועה אחת (ב).

קרבתם של רצועות מאותה אריזה זו לזו גורמת לפיזור לא אחיד של הזרם ביניהן: עומס גדול נופל על פסי הקצה של האריזה ופחות על האמצעיים. לדוגמה, בחבילה של שלוש רצועות, 40% כל אחת זורמת ברצועות החיצוניות ורק 20% מסך זרם הפאזה באמצע. תופעה זו, המקבילה לתופעת הקילוף במוליך בודד, הופכת את זה לבלתי מעשי להשתמש ביותר משלושה אפיקי AC.

כאשר זרמי הפעלה עולים על המותרים לאוטובוסים דו-מסלוליים, מומלץ ביותר להשתמש בצמיגים בעלי פרופיל (תעלות), המאפשרים ניצול טוב יותר של החומר המוליך ומשיגים חוזק מכני גבוה.

מתקני חשמל משתמשים כיום בחבילה של שני ערוצים לפאזה, המתקרבת בצורתה וב-kp לריבוע חלול. גודל התעלה הגדול ביותר עם דופן 250 מ"מ ועובי 12.5 מ"מ עם שתי תעלות באריזה מאפשר העברת זרם של 12,500 A לנחושת ו-10,800 A לאלומיניום.

הצמיגים וכל הפסים של מתג סגור צבועים בצבעי אמייל בצבעים מזהים, המאפשרים לאנשי השירות לזהות בקלות חלקים חיים המחוברים לשלבים ומעגלים מסוימים.

בנוסף, הצבע מגן על הצמיגים מפני חמצון ומשפר את העברת החום מהמשטח. העלייה בזרם המותר מצבע פסי פס היא 15-17% עבור נחושת ו-25-28% עבור פסי אלומיניום.

הצבעים הבאים משמשים לאוטובוסים עם שלבים שונים: זרם תלת פאזי: שלב A - צהוב, שלב B - ירוק, שלב C - אדום; אפס פסים: עם נייטרלי לא מוארק - לבן, עם נייטרלי מוארק, כמו גם חוטי הארקה - שחור; זרם DC: מסילה חיובית היא אדומה, מסילה שלילית היא כחולה.

ניתן ליישם את הפס של המתגים הפתוחים עם חוטים גמישים או גומיות קשיחות. במתחים 35, 110 קילו וולט ויותר, על מנת להעלות את מתח העטרה ולהפחית את הפסדי העטרה, משתמשים בחוטים עגולים בלבד.

ברוב המתגים הפתוחים, הפס עשוי ממוליכי פלדה-אלומיניום תקועים באותו עיצוב כמו קווי מתח.

מוליכי אוטובוס נחושת משמשים רק במקרים שבהם המתג הפתוח ממוקם קרוב (כ-1.5 ק"מ) לחופי ים מלוחים או מפעלים כימיים, שהאדים הפעילים והסחף שלהם עלולים לגרום לקורוזיה מהירה של מוליכים אלומיניום. במקרים מסוימים, מתג פתוח משתמש בפס קשיח העשוי מצינורות פלדה או אלומיניום המקובעים על מבודדי תמיכה.

ניתן לחשב חתכים של צמיגים ומוליכים נושאי זרם אחרים על סמך ערך זרמי הפעולה והטמפרטורות המותרות על סמך תנאי חימום.

באשר לפסים המשמשים במיתוג, החתכים שלהם הם סטנדרטיים ונוצרו עבורם טבלאות של עומסי זרם רציפים מותרים. לכן, בפועל אין צורך לחשב לפי נוסחאות, אלא מספיק לעשות בחירה לפי הטבלאות.

טבלאות של עומסי זרם רציפים מותרים על פסים חשופים ומוליכים מחושבים ומאומתים בניסוי; בעת הרכבתם, הונחה טמפרטורת חימום מותרת של 70 מעלות צלזיוס בטמפרטורת סביבה של + 25 מעלות צלזיוס.

טבלאות כאלה עבור חתכים סטנדרטיים של צמיגים וחוטים של חומרים מוליכים בסיסיים ופרופילים מסוימים (מלבני, צינורי, תעלה, ריבוע חלול וכו') ניתנות בספרי PUE ובספרי עיון.

עבור פסים מלבניים, עומסי הזרם המוצגים בטבלה מורכבים כשהם מותקנים בקצה; לפיכך, כאשר הצמיגים פנצ'רים, יש להפחית את העומס ב-5% עבור צמיגים עם רוחב דריכה של עד 60 מ"מ וב-8% עבור צמיגים מעל 60 מ"מ. במקרים בהם טמפרטורת הסביבה הממוצעת שונה מהתקן (+ 25 מעלות צלזיוס), יש לחשב מחדש את עומסי הצמיגים המותרים המתקבלים מהטבלאות לפי הנוסחה המשוערת הבאה:

כאשר IN הוא העומס המותר שנלקח מהטבלאות.

יש לבדוק את חתך החוטים מול צפיפות הזרם הכלכלית.

החתך הכלכלי של חוטים או אוטובוסים qEC נקרא חתך כזה שבו העלות השנתית הכוללת, שנקבעת לפי עלויות הון ועלויות תפעול, מתבררת כקטנה ביותר.

החתך הכלכלי של חוטים ופסים מתקבל על ידי חלוקת זרם העומס המרבי במצב רגיל בצפיפות הזרם החשמלי:

החתך המתקבל על פי המצב הכלכלי מעוגל לתקן הקרוב ביותר ונבדק עבור זרם העומס המותר לטווח ארוך. יש לציין כי פסי ה-RU עבור כל המתחים אינם נבחרים על פי צפיפות הזרם הכלכלית, כי קטעים כלכליים בזרמים גבוהים שווים או קטנים מהקטעים שנבחרו לחימום.

בנוסף, צמיגי RU נבדקים לגבי יציבות תרמית ואלקטרודינמית במקרה של קצר חשמלי, וב-110 קילו וולט ומעלה, גם לגבי קורונה.

לפיכך, חוטים לכל מטרה חייבים לעמוד בדרישות לחימום המרבי המותר, תוך התחשבות לא רק במצבי רגיל, אלא גם במצבי חירום.

אם חתך המוליך שנקבע על ידי תנאי עומס כלכלי ומתמשך אינו שווה לחתך הנדרש עבור תנאי חירום אחרים (יציבות תרמית ודינמית במהלך קצר חשמלי), אז יש להניח שחתך גדול יותר יעמוד בכל תנאים.

כמו כן, יש לציין כי בעת התקנת צמיגים עם חתכים גדולים, יש צורך להבטיח את ההפסדים הנוספים הנמוכים ביותר מאפקט פני השטח ואפקט הקרבה ותנאי הקירור הטובים ביותר. ניתן להשיג זאת על ידי הפחתת מספר הרצועות באריזה וסידורן המרחבי וההדדי הנכון, עיצוב רציונלי של החבילה, שימוש בצמיגי פרופיל - שוקת, חלולה וכו'.

בעת שימוש בצמיגי פלדה, קביעת ערך הזרם המותר מתבצעת בצורה מעט שונה.

בצמיגי פלדה, עקב אפקט פני השטח, ישנה הסטה משמעותית של הזרם אל פני המוליך, עומק החדירה אינו עולה על 1.5-1.8 מ"מ.

מחקרים מצאו שהעומס המותר של פסי פסי פלדה AC תלוי למעשה בהיקף החתך של הפס, ולא בשטח של חתך זה.

בהתבסס על מחקרים אלה, אומצה השיטה הבאה לחישוב פסי פלדה AC:

1. ראשית, קבע את זרם העומס באוטובוס (עבור אוטובוס עם צד אחד שאינו עולה על 300-400 A) ומצא את צפיפות הזרם הליניארית:

כאשר In - זרם עומס, A; p הוא היקף החתך של הצמיג, מ"מ.

צפיפות הזרם הליניארית תלויה בטמפרטורת חום-העל המותרת של אוטובוס הפלדה מעל טמפרטורת הסביבה. תלות זו מוגדרת על ידי הביטוי הבא:

נמצא כי עבור מפרקים מוברגים של צמיגי פלדה, הערך של Θ לא יעלה על 40 מעלות צלזיוס, ועבור מפרקים מרותכים ניתן להעלות אותו ל-55 מעלות צלזיוס.

אם ניקח את טמפרטורת הסביבה v0 - 35 מעלות, אז צפיפות הזרם הליניארית עבור חיבורים מוברגים תהיה שווה ל

ולחיבורים מרותכים

2. על סמך נתונים אלה, אנו קובעים את הערך של ההיקף הנדרש של חתך הצמיג:

על ההיקף של הצמיגים, עם סט של צמיגים, אתה יכול בקלות לבחור את הגודל הנדרש של רצועות פלדה סטנדרטיות, תוך התבוננות במצב

כאשר h הוא גובה הצמיג, מ"מ; ב - עובי הצמיג, מ"מ.

חישוב צמיגי הפלדה לעיל הוא עבור צמיגים עם דריכה אחת.

עבור זרמי עומס גבוה ניתן להשתמש בצרורות של מספר מסילות פלדה. במקרה זה, היקף החתך של רצועה אחת של הצמיג הכלול בחבילה נבחר בכפוף לתנאים הבאים:

• לאוטובוסים דו-כיוונים

• לאוטובוסים תלת כיוונים

כדי לפשט את החישובים, אתה יכול להשתמש בתרשים של התלות של ההיקף p של חתך האוטובוס בזרם העומס IN.