Для реалізації передачі електроенергії на малі відстані активно застосовується шинопровід. Шина мідна часто використовується для реалізації струмопроводів. Залежно від того, при яких умовах експлуатуватиметься токопровод, застосовують різні типи шин, що виготовляються з міді або алюмінію. Вибір типу, марки, параметрів повинен бути здійснений фахівцем (інженером-конструктором). Для деяких нестандартних завдань шини можуть бути виготовлені на замовлення, під строго зазначені специфікацією параметри. Електротехнічні шини є незамінними елементами при створенні розподільних пристроїв, систем автоматизації та управління. При цьому найбільш часто в якості основного матеріалу використовується мідь. Про те, чому рекомендується застосовувати шини електротехнічні, якому матеріалу віддати перевагу, як вибрати і провести монтаж, як не допустити помилок при монтажі та виборі, розказано нижче.
Чому мідь і які види шин існують Для початку варто описати, що таке шина. Шиною називають провідник, що володіє низьким опором, незалежно від форми, розміру, перетину і матеріалу виготовлення. Їх застосовують в різних електричних установках. Наприклад, в низьковольтних установках їх використовують для з'єднання з окремими електричними ланцюгами. У високовольтних можуть застосовуватися на ділянках, які вимагають наявність низьких активних і реактивних опорів провідника.
Шина мідна являє собою або смугу металу різних розмірів, або кілька сплетених провідників круглого перетину (плетені) - саме ці 2 форми зустрічаються найбільш часто. Найбільш часто всі дроти, кабелі та шини виготовляють з 2 матеріалів: алюмінію і міді. Всі професійні електрики радять вибирати мідні провідники, бо мідь, на відміну від алюмінію, має більш високу механічну міцність, володіє високою гнучкістю, завдяки чому дуже просто робити монтаж мідних провідників, вона прекрасно стикується з іншими провідниками (мідними) і не окислюється. Алюміній, хоч і має приблизно схожі з міддю параметри, на повітрі дуже швидко окислюється, що істотно погіршує його провідність. Крім того, при з'єднанні алюмінієвих провідників з провідниками з інших матеріалів, утворюється гальванічна пара, яка стимулює розвиток корозії, і провідник буде швидко руйнуватися. Саме тому настійно рекомендується використовувати мідь, незважаючи на дешевизну алюмінію.
Шина мідна, як і будь-який інший матеріал, має свої характеристики і типи, всі вони регламентуються ГОСТ 434-78. Почати варто з поділу шин на тверді і м'які: 1. Тверді (ШМТ). Застосовуються рідше, ніж м'які. Виготовляється із звичайної міді, має більш низьку провідність, ніж шини м'які. Шина мідна ШМТ використовуються в місцях, де потрібно забезпечити міцність і нерухомість шинопровода. 2. М'які (ШММ). Набули широкого поширення у всіх галузях промисловості: від авіабудування до металургії, в побуті, в космічній галузі і т.д. Для їх виготовлення використовується м'яка мідь марок М1, М1М, М2 і т.д. 3. Мідна шина з безкисневої міді (ШМТВ). Це особливий сплав міді, що не має у своєму складі оксидів. На даним момент все брендові виробники виготовляють продукцію саме з такої міді. Вона має кілька переваг перед звичайною: немає жорстких умов для термообробки, не відбуваються випаровування міді при нагріванні провідника, менш ломка і крихка. Однак ціна на такі вироби дуже висока і не виправдовує їх купівлю.
Шину електротехнічну підбирають не тільки за матеріалами, але і за умовами її застосування. Так, луджена застосовується в електротехнічних установках, які знаходяться у вологих умовах (вулиця, навіс, вологе приміщення). Часто такі провідники використовують на підстанціях, для переходу з трансформаторів і вимикачів елегазових. Шина мідна гнучка може бути як плетеної, так і плоскою (у формі смуги). Застосовують шини мідні гнучкі для монтажу шинопроводів різних установок, тому що вони володіють високою провідністю і механічною міцністю. Інший різновид шина - плетені мідна гнучка ізольована.
Використовують шину мідну гнучку ізольовану для створення захищених струмопроводів в приміщеннях, де може статися контакт з іншими провідниками або об'єктами. Кожен тип шин має своє перетин (всі можливі перетину вказані в ГОСТ 434-78), проте при необхідності ряд фірм може виготовити шину електротехнічну нестандартних розмірів. Для цього необхідно скласти специфікацію і накреслити креслення такої нестандартної деталі. Без специфікації виготовлення за індивідуальними розмірами скрутно, крім того, таку деталь не можна застосовувати в промислових установках.
Як підбирати шини Для реалізації струмопроводу використовують кілька шин. Кількість їх залежить від кількості підводяться фаз, від наявності / відсутності шини заземлення, нульовий шини. Підрахунок фаз справа нескладна, і проводиться на початковому етапі проектування, як і визначення наявності землі або нуля.
Щоб здійснити вибір шин по перетинах, необхідно розрахувати максимальний струм який протікатиме по шинопроводи і, виходячи з його значення, визначити за ПУЕ та ГОСТ 434-78 перетину шин. Перетин визначається шириною і товщиною смуги, вибір не залежить від довжини шинопровода. Згідно ПУЕ, значення допустимого струму може зміниться в меншу сторону, якщо в шинопроводі прокладений більш ніж 1 провідник. Так шина електротехнічна 40х4, прокладена в однофазному струмопроводі, дозволяє живити установку струмом в 625 А. Для двофазного шинопровода допустимий струм складає вже 1090 А, а не 1250. Для перерізу 40х5 струм в однофазному струмопроводі становить 700 А або 705 А (для постійного і змінного струму відповідно). Шина мідна 50х10 забезпечує роботу при струмі близько 1000 А. Різке збільшення значення допустимого струму спостерігається при збільшенні перерізу, так перетин 100х10 допускає струми +2310 А і 2 470 А. А мідна самолудящаяся 3x1 мм може використовуватися для забезпечення харчування струмом в 470А.
Як приклад: слід живити установку ПКУ постійним струмом. Величина струму становить 550 А. Оскільки розрахунковий струм знаходиться між значеннями допустимих струмів шин перетином 40х3 (475А) і 40х4 (625А), вибирають шину, яка забезпечить розрахункове значення струму. У даному випадку це буде шина мідна 40х4. Шину заземлення вибирають, виходячи з розрахункового струму, однак шина заземлення володітиме меншою перетином.
При проектуванні шинопроводів і при відсутності будь-яких жорстких вимог до них, слід віддати перевагу гнучким провідникам. Гнучка шина більш міцна і довговічна, володіє кращими характеристиками, ніж тверді. Також особливу увагу слід приділити фірмам-виробникам матеріалу. Перевагу слід віддати вітчизняним виробникам, оскільки всі іноземні виробники навмисно завищують характеристики своїх виробів. У той час як вітчизняні компанії їх занижують. При цьому важливо купувати продукцію у великих і перевірених компаній. Наприклад, «Норильськ Нікель», «Російська мідна компанія», «УГМК» та ін. Багато дрібних компаній торгують імпортним контрафактом, і висока ймовірність придбання неякісного матеріалу.
Як проводиться монтаж Зазвичай монтаж шин електротехнічних не складає особливих труднощів. Для цього продаються спеціальне кріплення. У комплект зазвичай входить утримувачі з діелектричного матеріалу і металовироби для кріплення тримачів до несучої конструкції. Кріплення в такому випадку здійснюється наступним чином: провідник вставляється в утримувачі і прикладається до конструкції. Далі виробляється розмітка під кріпильні металовироби. За розмітками свердлять отвори для кріплення тримачів, в які вставляється провідник.
Після монтажу шини виробляють підключення. Для цього на смузі зазвичай є спеціальні отвори, які здійснюють з'єднання кабелю і шинопровода. Якщо отворів немає або вони знаходяться в незручному для підключення місці, то їх можна просвердлити самостійно. Для підключення можливе використання і спеціальних пристосувань. При підключенні дуже важливо: 1. Забезпечити перехід спеціальними деталями між алюмінієвим дротом (жилою кабеля) і шиною електротехнічної мідної. 2. Пофарбувати шини згідно ГОСТ залежно від призначення і фази. Фаза А повинна мати жовтий колір, фаза В - зелений, фаза С - червоний, робоча нейтраль - блакитний, шина заземлення - поздовжні смуги (жовтого і зеленого кольорів).
Монтаж повинен забезпечувати надійне з'єднання провідників і надійне кріплення до конструкції. Не допускається контакт шинопровода з іншими пристроями, провідниками, елементами. Шинопровод повинен бути захищений від сторонніх контактів захисним екраном.
Часто, для економії часу і матеріалу, електромонтери та монтажні організації не встановлюють захисні екрани. Ціна цього - людське життя. Так, в 2011 році в Кемеровській області монтер, виконавши монтаж і підключення шинопровода, але не встановивши захисний екран, почав монтаж обладнання шафи ПКУ. При цьому не була змонтована система захисту і автоматичного відключення живлення шафи, система оповіщення (індикатор напруги на шині). У тестовому режимі на об'єкт було подано харчування, і монтер, випадково зачепивши головою шини, отримав сильне ураження струмом.
