Шины IEK ШНК
Шины IEK ШНК: полное техническое описание, конструкция, применение и монтаж
Шины IEK ШНК представляют собой серию неизолированных медных и алюминиевых шин, предназначенных для сборки главных и распределительных шин распределительных устройств (РУ), а также для организации внутришкафных соединений в низковольтных комплектных устройствах (НКУ). Данная продукция соответствует требованиям ГОСТ 434-78 и других нормативных документов, регламентирующих производство шин для электротехнических целей. Основное назначение – обеспечение надежного и безопасного распределения электрической энергии с номинальным напряжением до 1000 В переменного тока частотой 50/60 Гц или до 1500 В постоянного тока.
Конструктивные особенности и материалы
Шины ШНК изготавливаются из двух основных материалов, определяющих их электрические и механические характеристики:
- Медь (обозначение в маркировке — «М»): Обладает высокой электропроводностью, лучшей стойкостью к коррозии и повышенной механической прочностью по сравнению с алюминием. Медные шины применяются в ответственных узлах с высокими токами нагрузки, где критичны минимальное электрическое сопротивление и надежность контактных соединений.
- Алюминий (обозначение в маркировке — «А»): Имеет меньшую плотность и стоимость, но также и меньшую проводимость. Требует специальных мер для защиты от окисления и обеспечения качественного контактного соединения (использование переходных шайб, кварцевазелиновой смазки, специальных наконечников).
- ШНК – Шина Неизолированная для Комплектных устройств.
- А/М – материал: Алюминий или Медь.
- 40 – ширина шины в миллиметрах.
- 5 – толщина шины в миллиметрах.
- Точное значение длительно допустимого тока зависит от условий монтажа (количество шин в фазе, способ прокладки, температура окружающей среды) и должно определяться по ПУЭ и справочным данным.
- Главные распределительные щиты (ГРЩ).
- Вводно-распределительные устройства (ВРУ).
- Этажные и квартирные щитки.
- Щиты управления и автоматики.
- Низковольтные комплексы трансформаторных подстанций (КТП).
- Силовые распределительные шкафы промышленного назначения.
- Подготовка поверхности: Места контактных соединений алюминиевых шин необходимо зачистить от окисной пленки и немедленно обработать специальной токопроводящей пастой (например, кварцевазелиновой). Медные шины также рекомендуется очистить от возможных загрязнений.
- Соединение: Соединение шин между собой и с выводами аппаратов должно выполняться с помощью болтов, гаек и шайб, обеспечивающих заданное усилие затяжки. Недостаточная затяжка ведет к перегреву, чрезмерная – к деформации и ползучести материала (особенно алюминия). Рекомендуется использовать динамометрический ключ.
- Комбинированные соединения (медь-алюминий): Прямой контакт меди и алюминия недопустим из-за гальванической коррозии. Необходимо применять биметаллические переходные шайбы или накладки, либо специальные клеммные соединения.
- Прокладка: При параллельной прокладке нескольких шин в фазе необходимо соблюдать расстояния между ними для обеспечения эффективного охлаждения. Шины должны крепиться на опорных изоляторах с шагом, предотвращающим механический прогиб под действием электродинамических сил короткого замыкания.
- Цветовая маркировка: Согласно ПУЭ, шины переменного тока должны иметь цветовую идентификацию: фаза A – желтый, фаза B – зеленый, фаза C – красный; нулевая рабочая (N) – голубой; нулевая защитная (PE) – желто-зеленый. Маркировка может наноситься окраской или цветными термоусаживаемыми трубками/наклейками на концах шин.
- По длительно допустимому току (по нагреву): Номинальный ток нагрузки должен быть меньше или равен длительно допустимому току для выбранного типоразмера шины с учетом поправочных коэффициентов:
- K1 – на температуру окружающей среды, отличную от +25°C.
- K2 – на количество шин, работающих параллельно в одной фазе.
- K3 – на способ прокладки (открытая, в коробе, в шкафу).
Окончательный расчет ведется по формуле: Iдоп.расч = Iдоп.табл K1 K2
- K3, где Iдоп.расч ≥ Iном.
- На электродинамическую стойкость к токам короткого замыкая (КЗ): Шина должна выдерживать механические нагрузки от электродинамического взаимодействия при протекании ударного тока КЗ. Проверка заключается в определении механического напряжения в материале шины и сравнении его с допустимым для данного металла. Для увеличения стойкости уменьшают расстояние между опорными изоляторами (пролет) или увеличивают толщину шины.
- Стандартизация: Полное соответствие ГОСТ, что гарантирует взаимозаменяемость и предсказуемость характеристик.
- Широкий ассортимент: Наличие как медных, так и алюминиевых шин в различных сечениях позволяет оптимизировать проект по критериям стоимости и производительности.
- Качество поверхности: Отсутствие дефектов обеспечивает низкое и стабильное переходное сопротивление в контактах.
- Четкая маркировка: Упрощает идентификацию материала и сечения при складировании и монтаже.
- Доступность: Продукция представлена на большинстве крупных электротехнических рынков и складов.
Конструктивно шины представляют собой сплошные профили прямоугольного сечения. Такая форма обеспечивает оптимальное соотношение площади поверхности (что важно для теплоотвода) и механической жесткости. Торцы шин имеют чистый, ровный срез без заусенцев. Поверхность материала – чистая, без раковин, трещин и расслоений, что гарантирует стабильность электрических параметров.
Маркировка и типоразмеры
Маркировка шин IEK ШНК строится по единому принципу, позволяющему определить все ключевые параметры. Пример маркировки: ШНК-А 40х5.
Ассортимент IEK включает широкий спектр сечений, позволяющих подобрать шину под конкретный номинальный ток. Ниже представлены таблицы с основными типоразмерами и их характеристиками.
Таблица 1. Алюминиевые шины IEK ШНК-А
| Типоразмер, мм | Площадь поперечного сечения, мм² | Масса 1 метра, кг | Номинальный длительно допустимый ток (при +70°C на шине), А, ориентировочно* |
|---|---|---|---|
| 15х3 | 45 | 0.12 | 165 |
| 20х3 | 60 | 0.16 | 215 |
| 25х3 | 75 | 0.20 | 265 |
| 30х4 | 120 | 0.32 | 365 |
| 40х4 | 160 | 0.43 | 475 |
| 40х5 | 200 | 0.54 | 540 |
| 50х5 | 250 | 0.68 | 670 |
| 50х6 | 300 | 0.81 | 735 |
| 60х6 | 360 | 0.97 | 880 |
| 80х6 | 480 | 1.30 | 1150 |
| 100х6 | 600 | 1.62 | 1425 |
Таблица 2. Медные шины IEK ШНК-М
| Типоразмер, мм | Площадь поперечного сечения, мм² | Масса 1 метра, кг | Номинальный длительно допустимый ток (при +70°C на шине), А, ориентировочно* |
|---|---|---|---|
| 15х3 | 45 | 0.40 | 210 |
| 20х3 | 60 | 0.53 | 275 |
| 25х3 | 75 | 0.67 | 340 |
| 30х4 | 120 | 1.07 | 475 |
| 40х4 | 160 | 1.42 | 625 |
| 40х5 | 200 | 1.78 | 700 |
| 50х5 | 250 | 2.22 | 860 |
| 50х6 | 300 | 2.67 | 955 |
| 60х6 | 360 | 3.20 | 1125 |
| 80х6 | 480 | 4.27 | 1480 |
| 100х6 | 600 | 5.34 | 1810 |
Область применения и особенности монтажа
Шины ШНК применяются в следующих электротехнических конструкциях:
Ключевые правила монтажа:
Расчет и выбор сечения шин
Выбор сечения шины производится по двум основным критериям:
Преимущества использования шин IEK ШНК
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличаются шины ШНК от шин ШМТ?
Шины ШМТ (Шина Медная Тянутая) – это исключительно медные шины, производимые по тому же ГОСТ 434-78. Фактически, шины ШНК-М и ШМТ одинакового сечения являются аналогами. Название ШНК является более общим и указывает на назначение (для комплектных устройств), а также охватывает и алюминиевый ассортимент.
Как правильно выбрать между медной и алюминиевой шиной?
Выбор основан на технико-экономическом расчете. Медь применяется при высоких токах нагрузки, в условиях ограниченного пространства (меньшее сечение при том же токе), при повышенных требованиях к надежности и долговечности контактов, а также в условиях агрессивной среды. Алюминий выбирают для экономии бюджета при больших сечениях и длинных трассах, где его меньший вес также является преимуществом, при условии соблюдения правил монтажа для алюминия.
Каким образом можно изогнуть шину IEK ШНК под нужным углом?
Шины допускают гибку (холодную) в месте установки. Для этого необходимо использовать специальный инструмент – гибочный пресс или гибочные вилки, чтобы избежать заломов, сплющивания и трещин по кромке. Минимально допустимый радиус изгиба нормируется и обычно составляет 2-2.5 толщины шины для меди и 3-4 толщины для алюминия при изгибе вдоль широкой стороны.
Нужно ли покрывать шины лаком для изоляции?
Шины ШНК поставляются неизолированными. В распределительных устройствах их монтаж на опорных изоляторах обеспечивает необходимые воздушные изоляционные промежутки. В стесненных условиях или для дополнительной защиты от случайного прикосновения, короткого замыкания между соседними шинами или попадания посторонних предметов допускается использование изолирующих покрытий (лак, термоусаживаемая трубка, изоляционная лента), но это не является обязательным и должно быть предусмотрено проектом.
Как рассчитать необходимое количество опорных изоляторов для шины?
Расчет пролета (расстояния между изоляторами) ведется на электродинамическую стойкость при КЗ. Упрощенно, для стандартных токов КЗ до 20-50 кА в НКУ, пролет для жестких шин сечением от 40х5 и выше обычно выбирается в диапазоне 600-1000 мм. Точный расчет требует знания ударного тока КЗ в месте установки и выполняется по формулам, учитывающим механический момент сопротивления шины и допустимое напряжение для материала.
Можно ли использовать шины ШНК на открытом воздухе?
Да, но с учетом климатического исполнения. Неизолированные шины из меди достаточно стойки к атмосферным воздействиям. Алюминиевые шины на открытом воздухе активно окисляются, хотя окисная пленка и предохраняет материал от дальнейшей коррозии, она имеет высокое сопротивление. Критичные контактные соединения на открытом воздухе требуют особой защиты (герметизация, специальные покрытия). Предпочтительнее для уличных установок использовать шины с заводским защитным покрытием или предусматривать их размещение в защищенных шкафах.
Заключение
Шины IEK ШНК являются базовым, надежным и проверенным решением для организации силовых цепей в низковольтных распределительных устройствах. Корректный выбор сечения и материала шины, выполненный на основе расчетов номинального тока и токов короткого замыкания, а также строгое соблюдение правил монтажа и обработки контактных соединений являются залогом долговечной и безопасной работы всей электроустановки. Широкий типоразмерный ряд продукции IEK позволяет инженерам-проектировщикам и монтажникам реализовывать проекты любой сложности, оптимизируя их по техническим и экономическим параметрам.