Допустимая токовая нагрузка медной шины — это наибольший ток, который медная шина или проводник может пропускать длительно, не превышая допустимого превышения температуры. В низковольтных щитах это значение зависит от сечения шины, состояния её поверхности, числа шин на фазу, температуры окружающей среды и ориентации установки. Базовые условия, как правило, — температура окружающей среды 35 °C и температура шины 65 °C.
Быстрый переход: Таблица токовых нагрузок · Поправочные коэффициенты · Выбор шины
Что такое медная шина и почему она предпочтительна?
Медная шина — это проводник прямоугольного сечения, распределяющий электроэнергию от главного ввода к отходящим линиям внутри щита. Шину применяют вместо кабеля потому, что при больших токах она обеспечивает более компактное, менее резистивное и механически более устойчивое распределение. Высокая проводимость меди, хорошая механическая стойкость при коротком замыкании и низкое переходное сопротивление в местах соединений делают её стандартным решением для низковольтных щитов и устройств среднего напряжения.Факторы, влияющие на допустимую токовую нагрузку
Ток, который способна пропускать шина, определяется не только её сечением. Решающее значение имеет то, насколько быстро шина отводит выделяемое тепло в окружающую среду.Состояние поверхности
Тёмная матовая окрашенная поверхность усиливает отвод тепла излучением и повышает допустимую нагрузку примерно на 15 %.Количество шин и расстояние между ними
Соседние шины нагревают друг друга; прирост нелинеен из-за эффекта близости и поверхностного эффекта.Температура окружающей среды
С ростом температуры внутри щита допустимый перегрев уменьшается, а вместе с ним и пропускаемый ток.Ориентация установки и вентиляция
Вертикальная установка усиливает конвекцию; в закрытых невентилируемых объёмах допустимая нагрузка снижается.Таблица допустимых токовых нагрузок медных шин
Ниже приведены ориентировочные справочные значения для одной шины на фазу, вертикальной установки, переменного тока 50 Гц, температуры окружающей среды 35 °C и температуры шины 65 °C. Значения сопротивления — сопротивление постоянному току при 20 °C.| Шина (мм) | Сечение (мм²) | Масса (кг/м) | Сопротивление (мкОм/м) | Неокрашенная (A) | Окрашенная (A) |
|---|---|---|---|---|---|
| 12×2 | 24 | 0,21 | 742 | 123 | 140 |
| 15×2 | 30 | 0,27 | 593 | 145 | 165 |
| 15×3 | 45 | 0,40 | 396 | 180 | 205 |
| 20×2 | 40 | 0,36 | 445 | 182 | 210 |
| 20×3 | 60 | 0,53 | 297 | 226 | 260 |
| 20×5 | 100 | 0,89 | 178 | 313 | 360 |
| 25×3 | 75 | 0,67 | 237 | 274 | 315 |
| 25×5 | 125 | 1,11 | 142 | 371 | 425 |
| 30×3 | 90 | 0,80 | 198 | 321 | 370 |
| 30×5 | 150 | 1,33 | 119 | 428 | 490 |
| 40×3 | 120 | 1,07 | 148 | 414 | 475 |
| 40×5 | 200 | 1,78 | 89,0 | 541 | 620 |
| 40×10 | 400 | 3,56 | 44,5 | 848 | 975 |
| 50×5 | 250 | 2,22 | 71,2 | 651 | 750 |
| 50×10 | 500 | 4,45 | 35,6 | 1000 | 1150 |
| 60×5 | 300 | 2,67 | 59,3 | 761 | 875 |
| 60×10 | 600 | 5,33 | 29,7 | 1150 | 1325 |
| 80×5 | 400 | 3,56 | 44,5 | 979 | 1125 |
| 80×10 | 800 | 7,11 | 22,3 | 1450 | 1665 |
| 100×5 | 500 | 4,45 | 35,6 | 1190 | 1370 |
| 100×10 | 1000 | 8,89 | 17,8 | 1740 | 2000 |
| 120×10 | 1200 | 10,67 | 14,8 | 2020 | 2325 |
Поправочные коэффициенты
Значение из таблицы 1 умножается на приведённые ниже коэффициенты в соответствии с фактическими условиями проекта. Коэффициенты перемножаются между собой.| Фактор | Условие | Коэффициент |
|---|---|---|
| Состояние поверхности | Неокрашенная (светлая) медь | 1.00 |
| Состояние поверхности | Тёмная окрашенная медь | 1.15 |
| Шин на фазу | 1 шина | 1.00 |
| Шин на фазу | 2 шины | 1.80 |
| Шин на фазу | 3 шины | 2.45 |
| Шин на фазу | 4 шины | 3.00 |
| Температура окружающей среды | 25 °C | 1.10 |
| Температура окружающей среды | 30 °C | 1.05 |
| Температура окружающей среды | 35 °C (базовая) | 1.00 |
| Температура окружающей среды | 40 °C | 0,94 |
| Температура окружающей среды | 45 °C | 0,88 |
| Температура окружающей среды | 50 °C | 0,81 |
| Ориентация установки | Вертикальная (широкая грань шины вертикальна) | 1,00 |
| Ориентация установки | Горизонтальная | 0,95 |
Табличные значения приведены для справки
Выбор шины определяется не только длительным током. Термическую и электродинамическую стойкость при коротком замыкании, расстояния между шинами и между опорными изоляторами, моменты затяжки соединений и превышение температуры внутри щита необходимо проверить дополнительно — по IEC 61439. Devpan выполняет расчёт шин и подтверждение конструкции ваших щитов в рамках проекта. Свяжитесь с нами для расчёта шинПорядок выбора шины
- Определите длительный рабочий ток. Учитывайте номинальный ток главного вводного выключателя и коэффициент одновременности.
- Определите условия эксплуатации. Уточните температуру внутри щита, ориентацию установки, наличие вентиляции и обработку поверхности.
- Выберите предварительное сечение по таблице. Скорректируйте значение таблицы 1 коэффициентами таблицы 2 и сравните с рабочим током.
- Проверьте стойкость к короткому замыканию. Рассчитайте термические и электродинамические нагрузки для ожидаемого тока и длительности короткого замыкания.
- Рассчитайте расстояние между опорными изоляторами шины. Шаг опор шины определяется исходя из электродинамических усилий при коротком замыкании.
- Спланируйте места соединений. Расположение отверстий, площадь контакта и момент затяжки важны не меньше, чем сечение.
Калькулятор сечения медной шины
Введите требуемый ток и условия монтажа — калькулятор применит табличные значения и поправочные коэффициенты и подберёт подходящую шину.
Результат для предварительного подбора; за базу приняты температура окружающей среды 35 °C и температура шины 65 °C. Стойкость к токам КЗ, проверка превышения температуры и верификация конструкции по IEC 61439 выполняются для каждого проекта.
Запросить расчёт для вашего проектаРаспространённые ошибки
- Использование табличных значений напрямую, без поправки на температуру окружающей среды.
- Предположение, что две шины на фазу удваивают допустимую нагрузку.
- Неучёт потери эффективного сечения из-за отверстий под соединения.
- Выбор нейтральной шины меньшего сечения, чем фазная, при гармонических нагрузках.
- Несоблюдение моментов затяжки соединений или отсутствие их периодической проверки.
- Назначение шага опор шины «на глаз», без расчёта электродинамических усилий короткого замыкания.
- Материал: электролитическая медь E-Cu, чистота не менее 99,9 %
- Сопротивление: 0,0178 Ом·мм²/м (20 °C)
- Базовые условия: температура окружающей среды 35 °C, температура шины 65 °C, вертикальная установка, неокрашенная поверхность
- Окрашенная шина: при тёмной матовой окраске допустимая нагрузка возрастает примерно на 15 %
- Несколько шин на фазу: коэффициент 1,80 для 2 шин и 2,45 для 3 шин (не кратно числу шин)
- Пример: неокрашенная медная шина 40×10 мм при базовых условиях пропускает примерно 848 А.
Часто задаваемые вопросы о допустимых токовых нагрузках медных шин
Что такое допустимая токовая нагрузка медной шины?
Допустимая токовая нагрузка медной шины — это наибольший ток, который медная шина или проводник может пропускать длительно, не превышая допустимого превышения температуры. Базовые условия для щитового исполнения, как правило, — температура окружающей среды 35 °C и температура шины 65 °C.
Какой ток выдерживает медная шина 30×5?
В эталонных условиях таблицы 1 (температура окружающей среды 35 °C, одна шина на фазу) медная шина 30×5 мм пропускает 428 А в неокрашенном исполнении и 490 А при тёмной матовой окраске. Для другой температуры или нескольких шин на фазу применяйте поправочные коэффициенты из таблицы 2.
Как выбрать сечение медной шины?
Сначала определяют длительный рабочий ток установки, затем берут значение из таблицы и корректируют его коэффициентами на состояние поверхности, число шин на фазу, температуру окружающей среды и ориентацию установки. Полученное значение должно быть не меньше рабочего тока. Дополнительно проверяется стойкость к короткому замыканию.
Почему окрашенная медная шина проводит больше тока?
Тёмная матовая краска увеличивает коэффициент поверхностного излучения шины и позволяет теплу быстрее рассеиваться в окружающую среду. Благодаря этому при том же сечении можно пропустить примерно на 15 % больший ток.
Удвоится ли токовая нагрузка при двух шинах рядом?
Расположенные рядом шины нагревают друг друга, а распределение тока искажается эффектом близости и поверхностным эффектом. Для двух шин допустимая нагрузка возрастает примерно в 1,8 раза, для трёх — примерно в 2,45 раза.
Что происходит, когда температура окружающей среды повышается?
С ростом температуры внутри щита способность шины отводить тепло в окружающую среду снижается, а вместе с ней и пропускаемый ток. При 50 °C допустимая нагрузка составляет примерно 81 % от базового значения при 35 °C.
Что выбрать: медную или алюминиевую шину?
Медь проводит ток лучше алюминия: для того же тока достаточно сечения примерно на 35–40 % меньше. Алюминий же легче и обычно дешевле. Там, где критичны место и надёжность соединений, выбирают медь; там, где масса и стоимость, — алюминий.
Снижает ли сверление отверстий токовую нагрузку шины?
Да. Отверстия под соединения уменьшают эффективное сечение шины, и вокруг отверстия возникает концентрация тока. Отверстия следует делать минимально возможными и не располагать рядами поперёк направления тока.
На что обращать внимание при подключении шин?
Контактные поверхности должны быть чистыми и ровными, затяжка — выполняться предписанным моментом, а между разнородными металлами следует ставить переходную пластину. Ослабленные или окисленные соединения — самая частая причина локального перегрева; рекомендуется периодический контроль тепловизором.
Соответствующая техническая информация
- Допустимые токовые нагрузки кабелей — таблицы допустимых токов YVV (NYY) по TS 212
- Внутреннее разделение — формы по IEC 61439 и разделение внутри щита
- Степень защиты IP — защита оболочек щитов от пыли и воды
- Настройка C/k трансформатора тока — настройка чувствительности регулятора реактивной мощности
- DevPanel — главные распределительные щиты с сильноточной системой шин
- DevControl MCC — центры управления двигателями