Шинопровод

Шинопровод — это электротехническое устройство, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии, представляющее собой систему изолированных проводников (шин), заключённых в защитную оболочку. Шинопроводы применяются в промышленных, коммерческих и жилых зданиях, а также на энергетических объектах в качестве альтернативы кабельным линиям и открытым токопроводам. Основные характеристики шинопровода — номинальное напряжение (обычно до 1000 В для низковольтных и до 35 кВ для высоковольтных), номинальный ток (от 100 до 6300 А и выше) и степень защиты оболочки (IP).

История

Первые шинопроводы появились в начале XX века в связи с ростом промышленного производства и необходимостью передачи больших токов на короткие расстояния. В 1930-х годах в СССР началось серийное производство шинопроводов для заводов и электростанций. Активное развитие технологии пришлось на 1950–1960-е годы, когда были разработаны стандартные серии (например, ШМА — шинопровод магистральный, ШРА — шинопровод распределительный). В 1970–1980-х годах шинопроводы стали широко применяться в жилищном строительстве для этажных щитов. С 1990-х годов в России и за рубежом получили распространение компактные и герметичные шинопроводы с улучшенной изоляцией.

Классификация

Шинопроводы классифицируются по нескольким признакам.

По назначению

• Магистральные шинопроводы — предназначены для передачи электроэнергии от источника (трансформатора, вводного устройства) к распределительным пунктам. Имеют высокие номинальные токи (до 6300 А) и выполняются в виде прямых секций большой длины.
• Распределительные шинопроводы — служат для подключения электроприёмников (станков, освещения, бытовой техники) вдоль своей трассы. Оборудуются ответвительными коробками или разъёмами. Номинальные токи — от 100 до 1600 А.
• Осветительные шинопроводы — специализированные устройства для питания осветительных установок. Отличаются малыми токами (до 100 А) и возможностью быстрого монтажа светильников.
• Троллейные шинопроводы — применяются для питания подвижных механизмов (кранов, тельферов, электротранспорта). Шины расположены открыто или в защитном кожухе, а токосъём осуществляется скользящими контактами.

По конструкции

• Открытые шинопроводы — шины не имеют изоляции, защищены только кожухом от прикосновения. Используются в сухих помещениях.
• Закрытые шинопроводы — шины полностью изолированы (например, полимерной оболочкой) и герметизированы. Применяются в сырых и взрывоопасных зонах.
• Компактные шинопроводы — шины расположены вплотную друг к другу, что уменьшает габариты и индуктивное сопротивление. Часто имеют литую изоляцию.

По материалу шин

• Медные шинопроводы — обладают высокой проводимостью и коррозионной стойкостью, но дороже алюминиевых.
• Алюминиевые шинопроводы — легче и дешевле, но имеют большее электрическое сопротивление. Наиболее распространены в России.

Устройство и характеристики

Основные элементы шинопровода:

• Шины — проводники прямоугольного или круглого сечения из меди или алюминия. Количество шин определяется числом фаз (3 или 4 для трёхфазных сетей, 2 для однофазных).
• Изоляция — может быть воздушной (зазор между шинами), полимерной (ПВХ, сшитый полиэтилен) или литой (эпоксидные смолы). Для высоковольтных шинопроводов применяется элегазовая изоляция.
• Оболочка (кожух) — изготавливается из стали, алюминия или пластика. Обеспечивает механическую защиту и степень защиты IP (от IP20 до IP68).
• Секции — стандартные прямые участки длиной от 1 до 6 метров, соединяемые болтовыми или штепсельными соединениями.
• Ответвительные устройства — коробки, разъёмы или автоматические выключатели для подключения потребителей.

Важнейшие электрические характеристики:

• Номинальное напряжение — для низковольтных шинопроводов обычно 380/220 В (Россия) или 400/230 В (Европа).
• Номинальный ток — от 100 до 6300 А.
• Ток короткого замыкания — шинопроводы должны выдерживать термическое и динамическое действие токов КЗ.
• Сопротивление изоляции — не менее 0,5 МОм для низковольтных устройств.

Применение

Шинопроводы используются в различных отраслях:

• Промышленность — на заводах, в цехах, на складах для питания станков, конвейеров, сварочных аппаратов. Позволяют быстро изменять конфигурацию сети при перепланировке.
• Энергетика — на электростанциях и подстанциях для соединения трансформаторов с распределительными устройствами.
• Жилищное строительство — в многоквартирных домах для этажных щитов и вводных устройств. В России распространены шинопроводы серии ШМА и ШРА.
• Коммерческие здания — в торговых центрах, офисах, гостиницах для гибкого подключения освещения и розеток.
• Транспорт — в метрополитене, на железных дорогах для питания подвижного состава (троллейные шинопроводы).

Преимущества и недостатки

Преимущества

• Высокая надёжность — меньше соединений, чем в кабельных линиях, что снижает риск обрывов.
• Пожаробезопасность — шины не горят, а оболочка часто выполняется из негорючих материалов.
• Простота монтажа и модернизации — секции легко соединяются, а ответвления можно добавлять без отключения всей линии.
• Компактность — при равной токовой нагрузке шинопровод занимает меньше места, чем пучок кабелей.
• Экономия меди — в алюминиевых шинопроводах используется более дешёвый материал.

Недостатки

• Высокая стоимость — особенно для медных и герметичных моделей.
• Чувствительность к влажности — открытые шинопроводы требуют сухих помещений.
• Ограниченная длина — при больших расстояниях (свыше 100 м) требуются дополнительные компенсаторы температурных расширений.
• Сложность ремонта — при повреждении одной секции часто требуется замена целого участка.

Интересные факты

• В СССР шинопроводы серии ШМА-68 (на 6300 А) использовались в цехах тяжёлого машиностроения, например на Уралмашзаводе.
• Современные компактные шинопроводы с литой изоляцией выдерживают короткое замыкание до 100 кА.
• В метрополитенах Москвы и Санкт-Петербурга троллейные шинопроводы питают поезда через контактный рельс.
• В 2010-х годах в России начали внедрять шинопроводы с элегазовой изоляцией (на напряжение 10–35 кВ) для подстанций закрытого типа.

Источники

• Правила устройства электроустановок (ПУЭ), 7-е издание.
• ГОСТ Р 51321.1-2007 «Устройства комплектные низковольтные. Часть 1. Общие требования».
• Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования / под ред. Ю. Г. Барыбина. — М.: Энергоатомиздат, 1991.
• Каталоги производителей шинопроводов (ООО «Энергокомплект», АО «Мосэлектрощит»).