Медные шины: виды и сферы применения
Различные виды медных шин применяются в электротехнической промышленности и энергетике в качестве проводников электрического тока. Изделие представляет собой металлический цветной прокат в виде полосы с размерами по ГОСТ 434-78. Тем же стандартам устанавливаются требования к качеству и чистоте металла, поскольку имеется несколько вариантов технологии производства меди и шин из нее.
Основные требования стандарта и типы медных шин
Медная шина может иметь форму полосы, ленты и профиля, изготовленного методом холодной прокатки. Принято классифицировать типы медных шин по типоразмерам и особенностям материала. Размерный ряд по стандарту предполагает выпуск проката длиной 3 - 6 м, шириной 4 - 30 мм и толщиной 16 - 120 мм. Для устранения путаницы в размерах вместо ширины и длины производитель обычно указывает измерения А и Б. Из-за широкого размерного ряда эти показатели могут меняться местами. Соотношения размеров для каждого вида шины указывается в специальной таблице. Стандарт не запрещает выпуск медной шины с другими размерами, если это согласовано между производителем и заказчиком по ТУ или СТО.
Химический состав и чистота металла, особенности технологии изготовления дают возможность выпускать несколько разновидностей медной шины:
- тип ШМТВ или бескислородная из металла марки М0б, с минимальным количеством примесей, характеризуется высокой прочностью, что связано с отсутствием в меди оксидов, высокими показателями электрической проводимости;
- тип ШМТ или твердая шина изготавливается из технически чистой меди М1Т с концентрацией металла 9,99 %, что позволяет использовать ее в стационарных установках для распределения электроэнергии из-за соотношения прочности, цены и характеристик проводимости;
- шины ШММ или мягкие из меди М1, М2, М3, М1М представляют собой универсальную продукцию для электротехники и энергетики, когда к установке не предъявляются особые требования по прочности, проводимости, эффектом теплового изменения размеров;
- перфорированные шины выпускаются и применяются в ограниченных количествах, имеют широкий размерный ряд и сниженный за счет перфорации вес, позволяющий использовать их во временных конструкциях и схемах, в качестве выносных элементов.
Помимо основных перечисленных видов промышленность производит шины медные изолированные типа ШМГИ для защищенного исполнения щитовых и распределительных установок и схем. Это решение рассчитано на применение в условиях вероятного взаимодействия с агрессивными средами, водой и парами влаги, при риске запыления и намокания слоя пыли. В качестве внешней защиты могут использоваться стойкие полимеры, горючие и негорючие материалы.
Шина плетеная и профильная
В некоторых видах установок и аппаратов предусмотрено использование плетеной медной шины. Это изделие имеет наименование ШМП, для раскрытия особенностей может называть шиной плетеной гибкой. В маркировке этого типа шин предусмотрено указание сечения проволоки и ширины площадки, например шина медная марки ШМП 25/020 — проволока сечением 25 мм, сплетенная в шину шириной 20 мм. На показатели прочности, гибкости, проводимости и прочие характеристики медной шины этого типа влияет тип плетения. Толщина может меняться в зависимости от сечения проволоки, которая образует объемную форму.
Стандарт не запрещает выпуск медной шины различных форм поперечного сечения. Такие изделия могут применяться в условиях, когда на токоведущую часть воздействуют механические и вибрационные нагрузки. За счет проработки формы сечения можно существенно увеличит прочность шины на изгиб и сжатие, придать ей отчасти конструкционные свойства.
Специфика производства и особенности применения медной шины
При производстве шин медных полнотелых используется две базовых технологии. На первом этапе методом горячего формования (прессования) получают брусок, который передается на холодную прокатку вальцами стана. За счет холодного проката можно получить изделия с минимальными отклонениями от заявленных размеров и с гладкой поверхностью, что крайне важно для токоведущих частей электроустановок. При холодной прокатке металл не подвергается окислению, сохраняет прочность, на поверхности не возникают шлаки, не создается условий для усадки при остывании.
Некоторые виды медных шин могут быть изготовлены с применением легирующих добавок, в том числе и серебра для защиты от внешних воздействий и потери прочности. Легирование может сказаться на электрической проводимости металла, поэтому применение медной шины с примесями других металлов ограничивается требованиями по электротехническому профилю.
Область применения медных шин охватывает электроустановки, системы подачи и распределения электроэнергии, сборку щитовых устройств. Отдельные категории изделий могут применяться в качестве волноводов, шин для отведения атмосферных и статических разрядов, для защиты установок от внешних электромагнитных полей. При выборе медной шины под определенный проект следует соотнести ее свойства с характеристиками распределительной или сетевой установки.