Во внутренних распределительных устройствах шины выполняют из меди, алюминия и стали. По своей форме шины бывают плоскими (с соотношением сторон от 1 5 до 1 10), круглыми и фасонными. На тяговых подстанциях шины применяются обычно алюминиевые, плоские, окрашенные. Окраска шин улучшает их охлаждение: теплопередача от пленки краски в воздух больше, чем от чистого металла, а теплоемкость пленки больше, чем у воздуха, следовательно, для ее нагрева требуется больше тепла. Окраска шин трехфазной системы производится в цвета: желтый, зеленый и красный. Шины распредустройства постоянного тока окрашиваются: положительной полярности (плюсовая) — вишневая, отрицательной (минусовая) — синяя.
На открытых распределительных устройствах 35 кВ в качестве шин используются голые медные, алюминиевые или сталеалюминиевые провода.
Выбор сечения шин производится по ПУЭ, в которых указаны длительно допустимые токи при условии максимального нагрева шин до +70° С и окружающей температуре +25° С.
Шины крепятся на изоляторах и при этом могут располагаться плашмя или на ребро. В случае расположения шин плашмя вследствие худшей теплоотдачи токовые нагрузки должны быть уменьшены: на 5%—для ширины полос до 60 мм и на 8% —для ширины полос более 60 мм.
Выбранные шины должны быть проверены на термическую и динамическую устойчивость. Проверка шин на термическую устойчивость токам короткого замыкания изложена в § 26.
Проверка шин на динамическую устойчивость сводится к на хождению в материалах шин напряжения от действия электродинамических сил согласно § 27.
Наибольший изгибающий момент можно определить, рассматривая шину как многопролетную балку (рис. 56-1) с равномерно распределенной нагрузкой
(56-1)
где F — сила, действующая в пролете I между опорными изоляторами, определяется по формуле (27—8).
Рис. 56-1. Трехфазная шинная конструкция
Расчетное напряжение в материале
(56—2)
Рис. 56-2. Момент сопротивления плоских шин
Момент сопротивления плоских шин W см3 относительно оси, перпендикулярной к направлению действия силы, определяется в зависимости от расположения шин (рис. 56-2).
Момент сопротивления шин круглого сечения диаметром d
(56—3)
Допускаемое напряжение в материале шин не должно превышать:
для меди 1400 кГ/см2,
для алюминия марки АТ 700 кГ/см2,
для алюминия марки АТТ 900 кГ/см2,
для стали 1600 кГ/см2.
При выполнении шин в виде пакетов из нескольких полое расчет усложняется, однако в условиях тяговых подстанций такие сборные шины не применяются.
Выбор изоляторов распределительных устройств производится по роду установки (внутренние или открытые), по назначению (опорные или проходные), по электрическому напряжению и по механической нагрузке.
Проходные изоляторы используют при проходе шин через стены и перекрытия внутри помещения и при выводе шин из- здания.
Для внутренних установок опорные изоляторы выпускаются на напряжение 6, 10 и 35 кВ и отличаются они между собой высотой или длиной. По механической прочности изоляторы выпускаются четырех серий: А, Б, В и Д.
Маркировка типа изоляторов указывает назначение, серию и напряжение. Для проходных изоляторов дополнительно указывается ток. Например: тип ОА-10 означает опорный изолятор серий А на 10 кВ; тип ПА-6/400 — проходной изолятор серии А. на 6 кВ, 400 а.
Выбор опорных изоляторов по механической прочности производится путем сравнения электродинамической силы Fэд, вычисленной для шин в пролете I между опорными изоляторами, с допустимой по каталогу механической нагрузкой. Нагрузка, обозначенная в каталогах, действует на скалывание изолятора и приложена в плоскости верхнего колпачка на высоте Н изолятора.
Если шины на изоляторе установлены на ребро со средней высотой H1 от основания изолятора, то допускаемую нагрузку F1 необходимо уменьшить:
, (56—4).
При неровных пролетах шин по обе стороны от опорного изолятора принимается среднее арифметическое усилие.
Выбор проходных изоляторов по механической прочности производится так же, как и опорных, сравнением допускаемой механической нагрузки на изолятор с электродинамической силой, возникающей между шинами. Эту силу для проходных изоляторов необходимо вычислять для пролета, равного l|2,
Для открытых установок изготовляются опорные изоляторы штыревого типа, проходные и подвесные. Отличие их от изоляторов внутренних установок состоит в усиленной изоляции.