Шина алюминиевая электротехническая

Шина алюминиевая электротехническая: назначение и нормативная база

Алюминиевая электротехническая шина — прессованный профиль прямоугольного сечения из алюминия или алюминиевого сплава. Основной нормативный документ — ГОСТ 15176-89 «Шины прессованные электротехнического назначения из алюминия и алюминиевых сплавов. Технические условия».

Шины применяются для монтажа токопроводов, шинных сборок, шинопроводов и распределительных устройств в электроэнергетике и промышленной электротехнике. Выбор сечения шины определяется расчётом электрической нагрузки по допустимому длительному току и падению напряжения.

Марки алюминия и сплавов для шин по ГОСТ 15176-89

Стандарт предусматривает изготовление шин из следующих марок:

Группа	Марки	Нормативный документ на состав	Содержание Al, % (не менее)
Технический алюминий	А5, А5Е, А6, А7	ГОСТ 11069	99,5 / 99,5 / 99,6 / 99,7
Деформируемый алюминий	АД00, АД0	ГОСТ 4784-2019	99,7 / 99,5
Алюминиевый сплав	АД31, АД31Е	ГОСТ 4784-2019 / ОСТ 1 92014-76	97,65–99,35 (остальное)

Шины из марок чистого алюминия (А5–А7, АД00, АД0) обладают более высокой электропроводностью, но меньшей механической прочностью. Шины из сплава АД31 упрочняются термической обработкой и сочетают приемлемую электропроводность с повышенной прочностью.

Химический состав сплава АД31 по ГОСТ 4784-2019

АД31 — деформируемый алюминиевый сплав системы Al–Mg–Si. Обозначения АД31Т, АД31Т1, АД31Т5 указывают не на отдельный сплав, а на состояние термической обработки одного и того же материала АД31.

Элемент	Si	Fe	Cu	Mn	Mg	Cr	Zn	Ti	Al
Содержание, %	0,20–0,6	≤ 0,5	≤ 0,1	≤ 0,1	0,45–0,9	≤ 0,1	≤ 0,2	≤ 0,15	остальное

Магний и кремний — основные легирующие элементы, образующие упрочняющую фазу Mg₂Si при термической обработке. Железо снижает склонность к образованию трещин при литье, но в избыточных количествах понижает пластичность из-за формирования интерметаллидных включений.

Состояние материала шин (виды термической обработки)

ГОСТ 15176-89 предусматривает четыре состояния материала шин. Каждое обозначается буквенным индексом после марки сплава.

Обозначение	Состояние	Описание
(без знака)	Без термической обработки	Горячепрессованные шины, поставляемые непосредственно после прессования
Т	Закалённые и естественно состаренные	Закалка с последующей выдержкой при комнатной температуре
Т1	Закалённые и искусственно состаренные	Закалка + выдержка при повышенной температуре (160–170 °С)
Т5	Неполностью закалённые и искусственно состаренные	Неполная закалка + искусственное старение

Состояние Т и Т1 повышает прочность шин из АД31, но несколько увеличивает удельное электрическое сопротивление. Шины из чистого алюминия (А5, А6, А7, АД00, АД0) поставляются только в горячепрессованном состоянии — без дополнительной термообработки.

Сортамент алюминиевых шин: размеры и масса

Толщина и ширина

Размеры поперечного сечения прессованных шин определены в таблице 1 ГОСТ 15176-89. Диапазон толщин — от 3 до 110 мм, ширин — от 10 до 515 мм. Для марок А7 и АД00 установлены ограничения: толщина не более 10 мм, ширина не более 174 мм.

Длина шин

Длина зависит от площади поперечного сечения:

Площадь поперечного сечения	Длина шин
до 0,8 см²	от 3 до 6 м
свыше 0,8 до 1,5 см²	от 3 до 8 м
свыше 1,5 см²	от 3 до 10 м

Допускается поставка мерной, кратной мерной и немерной длины. При кратной мерной длине учитывается припуск 5 мм на каждый рез. Предельное отклонение по длине мерных шин — не более +20 мм.

Теоретическая масса

Теоретическая масса шин рассчитана по номинальным размерам сечения и плотности 2,71 г/см³ (для всех марок, предусмотренных стандартом). Например, шина 5×60 мм имеет теоретическую массу 0,811 кг/м, а шина 10×100 мм — 2,701 кг/м.

Электрическое сопротивление алюминиевых шин

Удельное электрическое сопротивление — ключевой параметр при выборе шины. ГОСТ 15176-89 нормирует сопротивление постоянному току (сечение 1 мм², длина 1 м, температура 20 °С):

Марка и состояние	Удельное сопротивление, не более, Ом·мм²/м
АД0, АД00, А7, А6, А5, А5Е	0,0290
АД31, АД31Е — без ТО (горячепрессованные)	0,0310
АД31, АД31Е — Т1 (закалка + искусственное старение)	0,0325
АД31 — Т5 (неполная закалка + искусственное старение)	0,0330
АД31, АД31Е — Т (закалка + естественное старение)	0,0350

Шины из технического алюминия (АД0, А5 и др.) имеют наименьшее сопротивление — 0,0290 Ом·мм²/м, что соответствует удельной электропроводности около 34,5 МСм/м. Термическая обработка сплава АД31 увеличивает прочность, но повышает сопротивление на 7–21 % относительно чистого алюминия.

Формы поставки алюминиевых электротехнических шин

Шины поставляются в следующих формах:

Форма поставки	Условия
Отрезки (мерная и немерная длина)	Основная форма; отрезки связывают в пучки
Бухты	Только для шин толщиной до 12 мм без ТО; наружный диаметр бухты до 1200 мм

При поставке в бухтах допускается смещение слоёв на величину не более половины ширины шины. Временная противокоррозионная защита и упаковка — по ГОСТ 9.011.

Требования к качеству поверхности

Поверхность шин не должна иметь трещин, расслоений, неметаллических включений и пятен коррозионного происхождения. Допускаются незначительные дефекты (плены, забоины, риски, царапины, вмятины), если глубина их залегания не выводит шину за минусовые предельные отклонения по размерам. Также допускаются цвета побежалости, тёмные и светлые пятна, следы технологической смазки. Косина реза — не более 5°.

Условное обозначение алюминиевой шины

В условном обозначении последовательно указываются: наименование изделия, марка сплава, состояние материала, толщина×ширина (мм), длина (мм, для мерных шин), обозначение стандарта. Примеры по ГОСТ 15176-89:

Шина АД0 5×60 ГОСТ 15176 — шина из алюминия АД0, горячепрессованная, сечение 5×60 мм, немерной длины.

Шина АД31.Т 5×60×5000 ГОСТ 15176 — шина из сплава АД31 в закалённом и естественно состаренном состоянии, сечение 5×60 мм, длина 5000 мм.

Шина АД0 5×60 БТ ГОСТ 15176 — та же шина, но в бухтах (БТ).

Применение алюминиевых электротехнических шин

Основные области использования прессованных алюминиевых шин прямоугольного сечения:

Область	Характер применения
Распределительные устройства (РУ)	Токоведущие шины ячеек КРУ, КРУН, ЩО
Шинопроводы	Магистральные и распределительные шинопроводы цехов, подстанций
Трансформаторные подстанции	Шинные мосты от трансформатора к РУ
Электролизные производства	Ошиновка электролизных ванн (на больших токах)
Заземление	Шины заземления и зануления электроустановок

Сечение шины подбирают по результатам расчёта: по допустимому длительному току (ГОСТ Р 50571, ПУЭ), электродинамической стойкости к токам короткого замыкания и допустимому падению напряжения. Подробные характеристики сплава и сортамент шин из алюминия АД31 приведены в соответствующем разделе каталога.