Устройство шин и виды изоляции в комплектных распределительных устройствах (КРУ)

Внутри комплектного распределительного устройства ток протекает по системе проводников от ввода к коммутационным аппаратам и отходящим присоединениям. От конструкции этой системы зависят габариты ячейки, допустимая нагрузка, стойкость при коротком замыкании и безопасность обслуживания. Неправильно выбранные сечение, расстояние между токоведущими частями или способ изоляции могут привести к перегреву и повреждению оборудования. Рассмотрим, как устроена токоведущая часть КРУ и какие решения применяют для объектов разных типов.

Ошиновка предназначена для передачи и распределения электроэнергии внутри распределительного устройства (РУ). Она связывает вводные цепи, выключатели, разъединители, трансформаторы напряжения и отходящие линии в единую электрическую схему.

Если объяснять проще, это набор токоведущих элементов (шин), опорных изоляторов, соединений и крепёжных деталей. В КРУ применяют медные или алюминиевые проводники: выбор материала зависит от номинального тока, требований проекта, стойкости при коротком замыкании и условий эксплуатации.

Токоведущая часть должна выдерживать длительную рабочую нагрузку, нагрев, электродинамические усилия при коротком замыкании и вибрационные нагрузки. Поэтому её параметры определяют расчётом, а не подбирают только по внешним габаритам шкафа.

Автор: Василий Харитонов, начальник цеха электромонтажа ООО «Про-Ток»

Система шин — это главный путь передачи электрической энергии внутри ряда ячеек. Обычно она включает несколько конструктивных частей:

• Сборные шины, проходящие вдоль шкафов и объединяющая главные цепи КРУ.
• Ответвления и спуски, соединяющие сборную шину с выключателями, разъединителями и другими аппаратами.
• Опорные и проходные изоляторы из керамики или полимерных материалов.
• Контактные соединения, компенсаторы и переходные элементы между секциями.
• Заземляющие части и перегородки, разделяющие отсеки.

Сборная шина располагается в отдельном отсеке или верхней зоне шкафа. От неё выполняют жёсткие спуски к аппаратам конкретной ячейки. Такая схема позволяет отключить одно присоединение для обслуживания, сохранив питание остальных линий.

По исполнению выделяют виды ошиновки с жёсткими и гибкими соединениями. Жёсткий вариант выполняют из полос, труб или профилей. Он сохраняет заданные расстояния между фазами, удобно крепится на изоляторах и хорошо переносит воздействие токов короткого замыкания. Такое решение характерно для КРУ на 6–10 кВ.

Гибкий вариант строят на кабелях, плетёных перемычках или многослойных лентах. Его используют в местах, где требуется компенсировать тепловое расширение, допустить перемещение выкатного элемента либо упростить подключение к трансформатору. В одном распределительном устройстве могут сочетаться оба исполнения: сборная шина остаётся жёсткой, а присоединение к отдельному аппарату могут быть выполнены гибкой перемычкой.

Понимание того, что такое ошиновка, важно и при оценке ремонтопригодности. Чем проще доступ к контактным узлам, тем быстрее персонал обнаружит ослабление крепежа, следы нагрева или повреждение изолятора.

При воздушном исполнении токоведущие части расположены открыто внутри отсека (без специальной герметизации). Диэлектриком служит воздух, поэтому конструкция требует соблюдения нормативных (минимальных) расстояний между фазами и до заземленных частей корпуса. Для защиты персонала применяют перегородки, шторки и механические блокировки.

Преимущества такого подхода — понятный визуальный контроль, доступность обслуживания и возможность заменить отдельный элемент. Ограничение связано с габаритами: чем выше напряжение, тем больше изоляционные расстояния требуются внутри шкафа. Пыль, влага и проводящие загрязнения также повышают риск перекрытия, поэтому помещения РУ должны соответствовать условиям, указанным в паспорте оборудования.

Комбинированное исполнение использует воздух как основной диэлектрик, а на наиболее ответственных участках применяет защитные кожухи, полимерные колпаки или термоусадочные трубки. Обычно дополнительно закрывают места присоединения к выключателям, переходы между отсеками и участки со сложной геометрией.

Изолированные шины КРУ имеют сплошное покрытие или размещаются в полимерных и эпоксидных блоках. Такое решение уменьшает необходимые расстояния между фазами, снижает вероятность случайного КЗ при попадании пыли, мелких животных или посторонних предметов. Оно особенно востребовано в малогабаритных ячейках и на объектах с ограниченной площадью.

При твёрдой изоляции ремонт требует более тщательного подхода: повреждённую оболочку нельзя оставлять без внимания, поскольку локальный дефект меняет электрическую прочность участка.

Изоляция шин КРУ может выполняться с применением газовой среды. В КРУ с элегазовой изоляцией (КРУЭ) токоведущие элементы и коммутационные аппараты заключают в герметичный металлический модуль, заполненный элегазом. Высокая диэлектрическая прочность среды позволяет уменьшить размеры ячеек и защитить внутренние части от влаги, пыли и агрессивной атмосферы.

Для КРУ с изоляцией чистым воздухом применяют герметичные или контролируемые отсеки, где диэлектриком выступает очищенный осушенный воздух. Такой вид исполнения подходит заказчикам, которым важны компактность и отказ от элегаза. При выборе между воздушной, твёрдой и газовой системами учитывают класс напряжения, допустимые габариты, климат, характер нагрузки и регламент обслуживания.

Завод «Про-Ток» производит как стандартные КРУ 6 (10) — 35 кВ, так и малогабаритные комплектные распределительные устройства с изолированной токоведущей системой. Для разных проектных задач доступны несколько решений:

• КРУТ — с твёрдой изоляцией. Полимерные и эпоксидные элементы позволяют сократить межфазные расстояния и разместить оборудование в ограниченном пространстве.
• КРУЭ — с элегазовой изоляцией. Герметичные модули защищают проводники и аппараты от внешних воздействий, что важно для сложных условий эксплуатации.
• КРУН — с изоляцией чистым воздухом. Это вариант для объектов, где требуется компактное РУ с воздушной средой в контролируемом объёме.

При подборе КРУ специалисты завода учитывают номинальное напряжение, ток, схему распределения, условия размещения, степень защиты корпуса и требования к дальнейшему обслуживанию. Это позволяет получить оборудование с конструкцией, соответствующей реальным условиям объекта.