Таблица токовых нагрузок медных и алюминиевых шин: ПУЭ нормы и ГОСТ стандарты

Таблица 1: Допустимые длительные токи для медных шин прямоугольного сечения (ПУЭ 1.3.31)

Таблица 2: Допустимые длительные токи для алюминиевых шин прямоугольного сечения (ПУЭ 1.3.31)

Таблица 3: Расширенная таблица медных шин различных сечений

Таблица 4: Расширенная таблица алюминиевых шин различных сечений

Таблица 5: Сравнительные характеристики медных и алюминиевых шин

Основы токовых нагрузок шинопроводов

Токовые нагрузки шинопроводов представляют собой максимально допустимые значения электрического тока, которые могут длительно протекать через шины без превышения допустимой температуры нагрева. Согласно ПУЭ, допустимые длительные токи для неизолированных проводов и шин определяются исходя из допустимой температуры их нагрева до 70°С при температуре окружающей среды 25°С.

Электротехнические шины являются основными токопроводящими элементами в электроустановках напряжением до 1000 В и выше. Шины из электротехнической меди являются одним из наиболее востребованных проводников для создания конструкций в электротехнике, предназначенных для работы с токами свыше 200 А. Правильный выбор сечения и материала шинопровода критически важен для обеспечения надежности и безопасности электроснабжения.

Нормативная база и технические стандарты

Основные требования к токовым нагрузкам шинопроводов в Российской Федерации регламентируются несколькими ключевыми документами. Главным нормативным документом являются Правила устройства электроустановок (ПУЭ), в частности таблица 1.3.31, которая содержит допустимые длительные токи для шин прямоугольного сечения.

Медные электротехнические шины изготавливаются в соответствии с ГОСТ 434-78, который нормирует производство электротехнических медных шин и проволоки прямоугольного сечения. Алюминиевая электротехническая шина выпускается в соответствии с требованиями ГОСТ 15176-89.

Стандарты устанавливают не только токовые характеристики, но и требования к качеству материалов, допуски на размеры, механические свойства и условия эксплуатации. Значения токовых нагрузок действительны при допустимой температуре разогрева шинопровода до +70°С при температуре воздушного пространства +25°С.

Технические характеристики медных шин

Основным достоинством электротехнических шин, выполненных из чистой меди, является хорошая проводимость тока. Изделия, выполненные в соответствии с требованиями ГОСТ 434-78, имеют широкий диапазон использования в различных сферах деятельности.

В зависимости от используемого материала и конструктивного исполнения медные шины могут быть твердыми (ШМТ, М1т), мягкими (ШММ, М1м) и гибкими в изолированной оболочке. ШМТВ представляют собой шины медные твердые без кислорода, ШММ и ШМТ – шины медные мягкие и твердые соответственно.

Медные электротехнические шины превосходят алюминиевые аналоги по основным техническим характеристикам: за счет высокой теплопроводности медная шина выдержит существенно большую нагрузку по току, при передаче энергии потери сводятся к минимуму, обладают эластичностью и устойчивостью к механическим нагрузкам.

Технические характеристики алюминиевых шин

Расчет сечения алюминиевой шины по длительно допустимым токовым нагрузкам проводят в соответствии с главой 1.3 Правил устройства электроустановок, где выбираются допустимые длительные токи для неизолированных проводов и шин.

При производстве электротехнического оборудования применяются марки АД0 (более пластичная, но не закаленная шина) и АД31 (термически обработанная алюминиевая шина). Алюминиевая электротехническая шина отличается относительно низкой стоимостью, более легким весом, стойкостью к коррозии и колебаниям температуры.

Алюминиевая шина легче гнется на станке и с ней в целом проще работать, чем с медной. Однако стоит заметить, что на открытом воздухе на поверхности алюминия со временем может появляться окисная пленка, снижающая электропроводимость.

Сравнительный анализ материалов шинопроводов

Выбор между медными и алюминиевыми шинами требует комплексного анализа технических и эксплуатационных характеристик. Главным преимуществом медной шины является более высокая электропроводность, что позволяет использовать шину меньшего сечения в более компактных корпусах электрооборудования.

При сравнении токовых характеристик медные шины демонстрируют превосходство приблизительно в 1.28 раза по сравнению с алюминиевыми шинами того же сечения. Это обусловлено более высокой удельной электропроводностью меди (58-59 МСм/м против 36-37 МСм/м у алюминия).

Многие низковольтные распределительные устройства с использованием коммутационных аппаратов на большие токи возможно произвести только с применением медной шины. В то же время алюминиевые шины находят широкое применение в менее нагруженных цепях, где определяющими факторами являются вес и экономичность.

Факторы монтажа и коррекции токовых нагрузок

Реальные токовые нагрузки шинопроводов в значительной степени зависят от условий монтажа и эксплуатации. При размещении электротехнической шины ребром токовая нагрузка извлекается из таблицы без изменений, при размещении плашмя (худшие условия охлаждения) следует снижать силу тока на 5% для шин с большей стороной менее 60 мм и на 8% для шин с большей стороной более 60 мм.

Температурные условия играют критическую роль в определении допустимых нагрузок. При повышении температуры окружающей среды выше нормативных 25°С необходимо применять температурные коррекционные коэффициенты, которые снижают допустимую токовую нагрузку.

При необходимости соединить медную шину и алюминиевый провод можно использовать специальные наконечники, одна часть которых медная, а другая алюминиевая, либо применять лужение в месте контакта. Это позволяет избежать электрохимической коррозии в местах соединения разнородных металлов.

Критерии выбора и практические рекомендации

Выбор оптимального типа и сечения шинопровода должен основываться на комплексном анализе требований конкретного применения. При наличии финансовых возможностей лучше выбирать шинопроводы с запасом по токовой нагрузке с целью избежать выхода изделий из строя при скачках напряжения и коротких замыканиях.

Основными критериями выбора являются расчетный ток нагрузки, условия эксплуатации, требования к массогабаритным характеристикам и экономические соображения. При выборе шин больших сечений необходимо выбирать наиболее экономичные по условиям пропускной способности конструктивные решения, обеспечивающие наименьшие добавочные потери и наилучшие условия охлаждения.

При выборе между медными и алюминиевыми шинами следует учитывать не только первоначальные затраты, но и эксплуатационные характеристики. Медные шины, несмотря на более высокую стоимость, часто оказываются более экономичными в долгосрочной перспективе благодаря меньшим потерям энергии и большей надежности.