Изолированная фазная шина

В электротехнике и изолированно-фазная шина (IPB) , также известная в некоторых странах как изолированно-фазная шина (PIB) , представляет собой метод построения цепей, в которых протекают очень большие токи, обычно между генератором его повышающим трансформатором в паровая или крупная гидроэлектростанция .

Ток каждой фазы протекает по отдельному проводнику, заключенному в отдельный заземленный металлический корпус. ^[1] Проводники обычно представляют собой полые алюминиевые трубки или алюминиевые стержни, закрепленные внутри корпуса на фарфоровых или полимерных изоляторах. Металлические корпуса электрически соединены так, что индуцированный ток, почти равный фазному току, может течь через корпус в направлении, противоположном фазному току. Магнитное поле, создаваемое этим током, почти точно нейтрализует магнитное поле, создаваемое фазным током, поэтому внешнее магнитное поле практически не создается. Это также ограничивает величину силы, возникающей между проводниками во время короткого замыкания . Внешние корпуса проводников остаются под низким потенциалом по отношению к земле и обычно соединены с землей.

Заключение проводников в отдельные корпуса обеспечивает высокую степень защиты от двухфазных и трехфазных замыканий. Вместо этого почти любое замыкание будет однофазным замыканием на землю, которое не создает большого тока повреждения. Проводники между генератором и первым выключателем еще более важны для защиты от двух- и трехфазных замыканий, поскольку не существует выключателя, который мог бы остановить ток повреждения от генератора. В то время как большинство современных автоматических выключателей прерывают ток повреждения менее чем за 50 мс, прерывание тока повреждения от генератора занимает несколько секунд, поскольку ток возбуждения в роторе занимает такое же время для разрядки. Поэтому последствия двух- или трехфазного замыкания между генератором и первым выключателем гораздо более серьезны и часто приводят к серьезному повреждению шин и близлежащего оборудования.

Шина с изолированной фазой изготавливается на номиналы от 3000 ампер до 45 000 ампер и рассчитана на напряжение от 5000 вольт до примерно 35 000 вольт. При более высоких номинальных токах сухой воздух пропускается через корпуса и внутри трубчатых проводников для принудительного воздушного охлаждения проводников. Охлаждающий воздух рециркулирует через теплообменник. Некоторые элементы распределительного оборудования, например автоматические выключатели и разъединители, выполнены в корпусах, совместимых с изолированно-фазной шиной. Аксессуары, такие как измерительные трансформаторы, ограничители перенапряжения и конденсаторы, также изготавливаются в совместимых корпусах. Из-за дороговизны конструкции и потерь энергии шина с изолированной фазой обычно используется на коротких участках; Большая подземная электростанция может иметь шину с изолированной фазой длиной примерно до 250 метров или около того для подключения генераторов к трансформаторам в пещере.

Принудительное воздушное охлаждение может примерно удвоить номинальную мощность по сравнению с проводниками того же размера, используемыми в системе с самоохлаждением. Дополнительные затраты на потери и энергопотребление охлаждающего вентилятора должны быть сбалансированы с более низкими капитальными затратами на шину. ^[2]

С шиной с изолированной фазой используются различные формы гибких клемм, компенсаторов, а также атмосферостойких или огнестойких вводов и клемм. Некоторые типы аппаратов, такие как разъединители, автоматические выключатели и измерительные трансформаторы, изготавливаются в корпусах, которые можно сварить, чтобы они стали неотъемлемой частью системы шин с изолированной фазой. Шина с изолированной фазой обычно изготавливается под заказ под конкретный проект и требует для изготовления точных размеров подключаемого оборудования.

Для цепей постоянного тока изготавливается шина с изолированной фазой меньшего размера; его можно использовать в цепи возбуждения генератора.

В настоящее время мировой рекорд тока изолированной шины составляет 52 000 А для автобуса, произведенного компанией Alstom Power (с 2015 года General Electric Power) и установленного на атомной электростанции Сиво в 1997 году.

Другие типы автобусов:

Разделенная фазовая шина в металлическом корпусе
Шинопровод с низким и высоким сопротивлением
Голые плоские или трубчатые шины
Неразделенная фазовая шина (NSPB)

Они используются при более низких номиналах или там, где возможна адекватная защита цепи устройствами сверхтока.

См. также

Ссылки

^ Дональд Г. Финк и Х. Уэйн Бити, Стандартный справочник для инженеров-электриков, одиннадцатое издание , МакГроу-Хилл, Нью-Йорк, 1978, ISBN 0-07-020974-X , страницы с 10-87 по 10-89.
^ «SpecFab IPB | Продукты и услуги» . www.specfabipb.com . Архивировано из оригинала 3 февраля 2013 года . Проверено 6 июня 2022 г.

[1] Дональд Г. Финк и Х. Уэйн Бити, Стандартный справочник для инженеров-электриков, одиннадцатое издание , МакГроу-Хилл, Нью-Йорк, 1978, ISBN 0-07-020974-X , страницы с 10-87 по 10-89.

[2] «SpecFab IPB | Продукты и услуги» . www.specfabipb.com . Архивировано из оригинала 3 февраля 2013 года . Проверено 6 июня 2022 г.

[1]

[2]