соединительные рейки на сухом трансформаторе

Когда говорят про соединительные рейки на сухом трансформаторе, часто всё сводится к таблицам сечений по току. Но на практике, особенно при монтаже или ревизии, вылезают нюансы, о которых в каталогах пишут мелким шрифтом или не пишут вообще. Скажем, та же термоусадка — казалось бы, мелочь, но если её не учесть при затяжке, потом можно получить перегрев в точке контакта из-за непредусмотренного зазора.

Не только медь: материал и его ?поведение?

Да, медь — стандарт. Но вот с алюминиевыми шинами или рейками с медным покрытием работал? У нас был случай на объекте, где заказчик, пытаясь сэкономить, поставил именно такие комбинированные решения на трансформаторы 10 кВ. Проблема началась не сразу, а через полгода: в местах болтовых соединений, особенно на улице в щитовой без обогрева, появились следы окисления и ослабление контакта. Пришлось всё перебирать, чистить, менять на цельномедные. Вывод — если уж экономить, то не на этом. Кстати, у ООО Хэнань Цзиньюй Электрик в ассортименте, если смотреть на их сайте jydq.ru, акцент сделан на классические, проверенные решения для сухих трансформаторов, что, в общем-то, правильно для силового оборудования, где надёжность на первом месте.

Ещё момент — гибкость. Иногда при компоновке щита нужен изгиб рейки. Если гнуть ?на коленке?, можно получить микротрещины, особенно на краях. Это потом очаг нагрева. Лучше, когда производитель сразу предлагает готовые гнутые конфигурации или, как минимум, даёт чёткие указания по допустимому радиусу.

И покрытие. Оловянное или серебряное покрытие контактных площадок — это не для красоты. Оно серьёзно снижает переходное сопротивление, особенно важно для болтовых соединений. Но тут есть подвох: если при монтаже перетянуть болт, покрытие может попросту ?поплыть? или продавиться, эффект сойдёт на нет. Нужен динамометрический ключ и контроль по спецификации, а не на глазок.

Монтаж: где чаще всего ошибаются

Самая распространённая ошибка — игнорирование усилия затяжки. Кажется, чем сильнее закрутил, тем лучше контакт. На деле — деформация, повреждение поверхности и, как ни парадоксально, со временем ослабление соединения из-за ползучести металла. У каждого производителя реек и контактов есть свои цифры, их надо искать. Если нет — можно отталкиваться от общих стандартов для медных шин, но это уже с риском.

Второе — очистка поверхностей. Казалось бы, элементарно. Но на практике приходит оборудование с завода, рейки в плёнке, всё чистое. Монтажники снимают плёнку, но руками (в перчатках не всегда) хватают контактные площадки. Остаётся тонкий слой жира, пыли. Потом всё затягивается, и этот слой работает как изолятор. Надо или обезжиривать специальными составами, или хотя бы убедиться, что поверхность не тронута перед окончательным монтажом.

И про изоляцию. Часто соединительные рейки идут уже с изоляционным покрытием, кроме контактных ?пяток?. Но при раскрое на месте, если нужно укоротить, место среза становится оголённым. Его надо изолировать отдельно. Видел, как просто наматывали изоленту — это несерьёзно и недолговечно. Нужна либо термоусадка с клеевым слоем, либо накладные изоляционные колпачки.

Токовые нагрузки и тепловые режимы

Сечение по току — это табличная величина для идеальных условий: температура окружающей среды 35°C, одиночная прокладка, хорошая вентиляция. В реальном шкафу трансформатора может быть и 50°C, и рейки проложены пакетом. Токопроводящая способность падает, причём существенно. Поэтому брать ?впритык? по каталогу — рискованно. Всегда нужен запас, особенно для сухих трансформаторов, где нагрев активных частей идёт и на окружающие элементы.

Интересный момент с частотой. Для стандартной промышленной частоты 50 Гц всё более-менее предсказуемо. Но если трансформатор работает, например, в составе частотного преобразователя, могут быть высшие гармоники. Они увеличивают потери, нагрев становится выше расчётного. Для реек это тоже актуально — скин-эффект хоть и слабее выражен, чем на высоких частотах, но дополнительный нагрев по краям шины дать может.

Расчёт тепловыделения — это отдельная тема. Простой способ проверить — после выхода на режим тепловизором посмотреть не только на обмотки, но и на все шинные соединения. Часто именно они оказываются ?слабым звеном?, горячее, чем сама токоведущая часть рейки.

Взаимодействие с другими элементами

Рейки — это не самостоятельный элемент. Они стыкуются с выводами обмоток трансформатора, с кабелями, с аппаратурой в щите. И здесь критична совместимость. Допустим, вывод обмотки — алюминий с медной насадкой, а рейка — медь. Нужна или биметаллическая шайба, или специальная паста, предотвращающая электрохимическую коррозию. Без этого место контакта через год-два может прийти в негодность.

Вибрация. Сухой трансформатор, особенно при нагрузке, гудит. Вибрация небольшая, но постоянная. Болтовые соединения могут потихоньку самооткручиваться. Обязательны пружинные шайбы (гроверы) или контргайки. А лучше — законтренные по метке краской после окончательной затяжки, чтобы при осмотре было видно, не сдвинулось ли что.

И про линейное расширение. Медь при нагреве расширяется. Если рейка жёстко закреплена в двух точках на большом расстоянии, тепловое расширение может создать значительное механическое напряжение, которое будет давить на точки крепления к трансформатору. Нужно предусматривать компенсационные гибы или скользящие опоры в одной из точек.

Из практики: пара случаев из памяти

Был проект, где для компактности решили использовать не стандартные прямоугольные рейки, а круглые шины на изоляторах. Сэкономили место. Но забыли про электродинамические силы при КЗ. При первом же коротком замыкании (небольшом, к счастью) эти круглые шины, расположенные параллельно, притянулись друг к другу с таким грохотом, что погнули крепления и чуть не замкнули на корпус. Пришлось срочно ставить дополнительные изоляционные распорки. Вывод: форма и расположение — это тоже расчёт на механическую стойкость.

Другой случай связан с поставкой. Заказали комплект реек у стороннего производителя под конкретный трансформатор. Пришли — отверстия не совпадают на пару миллиметров. ?Подогнать? на месте — значит, испортить покрытие и гарантию. Время монтажа сорвано. Теперь всегда, особенно для оборудования вроде трансформаторов 35 кВ, где всё должно быть точно, требуем от поставщика, будь то ООО Хэнань Цзиньюй Электрик или другой, подтверждать совместимость габаритных чертежей или даже делать предмонтажную проверку (если партия крупная). Их сайт jydq.ru позиционирует компанию как производителя силового оборудования, а для производителя такие детали — показатель культуры производства.

И последнее — маркировка. Кажется, ерунда. Но когда в щите десятки соединений, а через пять лет нужно модернизировать, без чёткой, стойкой к температуре и трению маркировки на каждой рейке (обозначение цепи, фазы) можно потратить уйму времени на прозвонку. Лучше делать это сразу, на заводе-изготовителе реек.

Вместо заключения: просто мысли вслух

Так что, соединительные рейки — это далеко не просто ?кусок меди?. Это полноценный элемент токовой цепи, от которого зависит надёжность всего узла. Подход ?лишь бы проводило? здесь не работает. Нужно учитывать и материал, и монтаж, и эксплуатационные условия. Часто проблемы с трансформатором начинаются не с обмоток или сердечника, а именно с таких, казалось бы, вспомогательных элементов. Поэтому их выбору и установке стоит уделять время, сверяться с документацией производителя трансформатора (например, у того же сухого трансформатора от ООО Хэнань Цзиньюй Электрик должны быть рекомендации) и не пренебрегать мелочами вроде момента затяжки или чистоты контакта. Опыт, в основном, и состоит из учёта этих мелочей.