Полоса шириной 70 мм
Полоса широкая 70 мм: технические характеристики, стандарты и применение в электротехнике
Полоса медная и алюминиевая шириной 70 мм является одним из ключевых типоразмеров плоского проводника, широко применяемого в электроэнергетике для создания надежных и долговечных соединений. Ее использование обусловлено необходимостью передачи больших токов в условиях жестких механических и термических нагрузок. Данная статья детально рассматривает технические параметры, нормативную базу, методы монтажа и области применения этого формата шинной продукции.
Материалы изготовления и их свойства
Полосы шириной 70 мм изготавливаются преимущественно из двух материалов: меди (марки М1, М1М, М2, М3 по ГОСТ 859-2014) и алюминия (марок АД0, АД00, А5Е, А6, А7 по ГОСТ 11069-2001). Выбор материала определяется проектом, исходя из требований к токопроводящей способности, механической прочности, коррозионной стойкости и бюджета.
- Медная полоса: Обладает высокой электропроводностью (не менее 58 м/(Ом·мм²) для М1), отличной паяемостью и стойкостью к окислению. Медь пластична, что облегчает монтаж. Основной недостаток – высокая стоимость и значительный вес.
- Алюминиевая полоса: Легче и дешевле меди, обладает удовлетворительной электропроводностью (около 35-37 м/(Ом·мм²)), но имеет ряд особенностей. На поверхности быстро образуется оксидная пленка с высоким переходным сопротивлением, требующая применения специальных смазок или покрытий. Алюминий подвержен ползучести (холодной деформации под давлением), что требует регулярной подтяжки болтовых соединений.
- Главные и распределительные шины в НКУ (низковольтных комплектных устройствах): Используется в силовых шкафах, панелях распределения, щитах управления для организации магистралей питания сечением от 350 до 700 мм².
- Заземляющие и нулевые проводники (PE, PEN): Применяется в контурах заземления подстанций, для монтажа магистралей систем уравнивания потенциалов (ГЗШ – главная заземляющая шина).
- Гибкие токопроводящие связи: В виде пакетов из нескольких полос используется для соединения силовых трансформаторов с распределительными устройствами, для гибких связей между секциями шин, компенсации температурных расширений.
- Шинопроводы (токопроводы) малой и средней мощности: Может служить основным токоведущим элементом в шинопроводах типа ШМА, ШРА.
- Антенны и системы молниезащиты: Используется в качестве токоотводов.
- Болтовое соединение: Наиболее распространенный метод. Требует применения оцинкованных или нержавеющих болтов, гаек и шайб (включая стопорные). Для алюминия обязательны пружинные шайбы и регулярная ревизия с подтяжкой. Под болт высверливается отверстие диаметром на 1-2 мм больше диаметра болта. Критически важно использовать переходные медно-алюминиевые пластины или лужение при соединении разнородных металлов.
- Сварка (контактная, аргонодуговая): Создает неразъемное соединение с минимальным переходным сопротивлением. Требует высокой квалификации исполнителя, особенно для алюминия.
- Опрессовка: Применяется с помощью специальных гильз и мощных прессов. Обеспечивает надежное и долговечное соединение.
- Геометрические размеры (ширина, толщина) – штангенциркулем по всей длине.
- Фактическое удельное электрическое сопротивление (для меди не более 0.01724 Ом·мм²/м при +20°C).
- Механические свойства (твердость, предел прочности на разрыв).
- Качество поверхности: отсутствие расслоений, трещин, раковин, заусенцев. Допускается незначительная волнистость.
- Наличие или отсутствие защитного покрытия (олово, никель, серебро для меди; анодное оксидирование для алюминия).
Стандартные типоразмеры и сечения
Номинальная ширина полосы составляет 70 мм. Толщина варьируется в соответствии с рядом стандартных значений, определяя итоговое поперечное сечение – ключевой параметр для расчета допустимого длительного тока.
| Толщина, мм | Площадь поперечного сечения, мм² | Примерная масса 1 пог. м (медь), кг | Примерная масса 1 пог. м (алюминий), кг |
|---|---|---|---|
| 3 | 210 | 1.87 | 0.57 |
| 4 | 280 | 2.49 | 0.76 |
| 5 | 350 | 3.12 | 0.95 |
| 6 | 420 | 3.74 | 1.14 |
| 8 | 560 | 4.99 | 1.52 |
| 10 | 700 | 6.23 | 1.90 |
Допустимые длительные токи (ДДТ)
Допустимый длительный ток для полосы зависит от материала, сечения, способа прокладки (открытая, в коробе, пучком) и температуры окружающей среды. Базовые значения приведены в ПУЭ (Правила устройства электроустановок) и ГОСТ Р 52736-2007 (для шин распределительных устройств).
| Сечение, мм² | Медь, А | Алюминий, А | Примечание (условия прокладки) |
|---|---|---|---|
| 210 (70×3) | 475 | 365 | Прокладка на ребро с одним полосой в фазе |
| 280 (70×4) | 590 | 455 | Прокладка на ребро с одним полосой в фазе |
| 350 (70×5) | 690 | 535 | Прокладка на ребро с одним полосой в фазе |
| 420 (70×6) | 790 | 610 | Прокладка на ребро с одним полосой в фазе |
| 560 (70×8) | 970 | 750 | Прокладка на ребро с одним полосой в фазе |
| 700 (70×10) | 1150 | 890 | Прокладка на ребро с одним полосой в фазе |
Важно: При прокладке нескольких полос в одной фазе (пакетом) или в закрытых коробах происходит ухудшение теплоотвода, что требует введения понижающих коэффициентов (0.85-0.95 для двух полос в пакете, 0.75-0.8 для трех). Точный расчет должен выполняться в соответствии с проектными нормами.
Основные области применения
Полоса шириной 70 мм находит применение в следующих ключевых областях:
Требования к монтажу и соединениям
Качество соединений определяет надежность всей электроустановки. Для полосы 70 мм применяются следующие методы:
При монтаже необходимо соблюдать минимально допустимые расстояния (изоляционные промежутки) между шинами разных фаз и на землю, регламентируемые ПУЭ. Полоса шириной 70 мм, как правило, монтируется на ребро для улучшения охлаждения и увеличения механической жесткости.
Контроль качества и приемка
При поставке полоса должна сопровождаться сертификатом качества завода-изготовителя. Проверке подлежат:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Как правильно выбрать между медной и алюминиевой полосой 70 мм?
Выбор основан на технико-экономическом расчете. Медь применяется при высоких требованиях к надежности, компактности (меньшее сечение при том же токе), стойкости к коррозии и при сложных условиях монтажа (частые изгибы). Алюминий выбирают для снижения капитальных затрат и веса конструкции, когда допустимы большие габариты шинного тракта и предусмотрены меры по обслуживанию соединений.
Какое сечение полосы 70 мм необходимо для тока 800А?
Для длительного тока 800А при открытой прокладке на ребро потребуется медная полоса сечением не менее 420 мм² (70х6) или алюминиевая полоса сечением 560 мм² (70х8). Необходимо учитывать поправочные коэффициенты на температуру воздуха и способ прокладки, которые могут увеличить требуемое сечение.
Как рассчитать сопротивление постоянному току для полосы 70×6 мм длиной 10 метров?
Сопротивление R рассчитывается по формуле: R = ρ L / S, где ρ – удельное сопротивление материала (0.0175 Ом·мм²/м для меди, 0.028 Ом·мм²/м для алюминия), L – длина (10 м), S – сечение (420 мм²). Для меди: R = 0.0175 10 / 420 ≈ 0.000417 Ом или 0.417 мОм.
Чем регламентируется качество и размеры полосы 70 мм?
Основные документы: для медной полосы – ГОСТ 434-78 «Полоса и лента медная. Технические условия», для алюминиевой – ГОСТ 13726-97 «Полоса алюминиевая и дюралюминиевая. Сортамент». Также применяются отраслевые стандарты и ТУ производителей. Допустимые токи – ПУЭ 7-е издание, ГОСТ Р 52736-2007.
Какие существуют методы защиты полосы от коррозии?
Медная полоса может покрываться оловом (лужение), никелем или серебром. Алюминиевая полоса часто подвергается анодному оксидированию (анодированию), создающему прочную оксидную пленку. Также для обоих материалов применяется окраска специальными токопроводящими эмалями (для маркировки фаз) или нанесение бесцветных лаков. В агрессивных средах (химическая промышленность) возможно использование полос в изолированной оболочке (шинканы).
Как правильно выполнить ответвление от магистральной полосы 70 мм?
Ответвление выполняется с помощью накладных токопроводящих пластин (клемм), которые болтами прижимаются к основной шине с двух сторон («внахлест»). Минимальная площадь контакта должна быть не менее сечения ответвляемого проводника. Другой метод – сверление отверстия в основной полосе и установка болтового зажима (шинорезки). Запрещено выполнять ответвление путем приваривания или пайки провода непосредственно к полосе под нагрузкой.
Заключение
Полоса шириной 70 мм представляет собой стандартизированный, универсальный и технологичный продукт для построения силовых цепей в электроустановках низкого и среднего напряжения. Правильный выбор материала, сечения, способа монтажа и обслуживания, основанный на требованиях нормативной документации и условиях эксплуатации, обеспечивает долговечную, безопасную и экономически эффективную работу энергетических систем. Понимание детальных характеристик данного типоразмера позволяет инженерам и монтажникам оптимизировать проектные решения и минимизировать риски возникновения аварийных ситуаций, связанных с перегревом контактных соединений.