Сборка главных распределительных щитов (ГРЩ), шкафов вводно-распределительных устройств (ВРУ) и ошиновка трансформаторных подстанций в Алматы и регионах Казахстана сопряжены с высокими токовыми нагрузками. При открытом монтаже стандартная нелуженая медь быстро покрывается темной оксидной пленкой CuO, которая увеличивает переходное омическое сопротивление контактных площадок.

Особую опасность представляет прямое болтовое соединение нелуженой меди с алюминиевыми шинами или кабельными наконечниками. При наличии влаги медь и алюминий образуют активную гальваническую пару с разностью потенциалов 2,0 В: алюминий интенсивно окисляется, контакт нагревается свыше +120 °C и неизбежно выгорает.

Электротехническая твердая луженая шина марки ШМТЛ (ГОСТ 434-78) исключает необходимость использования дорогих медно-алюминиевых переходных пластин. Сплошной слой оловянно-висмутового покрытия изолирует медь от кислорода и щелочей, обеспечивая стабильное прижимное усилие и нормативное переходное сопротивление на протяжении 30–40 лет эксплуатации.

Маркировка и свойства луженого медного проката по ГОСТ 434-78

Шина ШМТЛ изготавливается из бескислородной или раскисленной меди марки М1 (содержание Cu + Ag не менее 99,90%) с последующей холодной прокаткой до твердого состояния (Т) и нанесением защитного оловянного покрытия методом гальванического или горячего лужения (Л).

В проектах электроснабжения Казахстана применяются следующие разновидности полосового медного проката:

  • ШМТ — шина медная твердая без защитного покрытия (базовый вариант для сухих закрытых помещений);
  • ШМТЛ — шина медная твердая луженая электролитическим оловом толщиной 6–18 мкм (для влажных сред, прямого контакта с алюминием и химических производств);
  • ШММЛ — шина медная мягкая луженая (для изготовления фасонных компенсаторов и гибких шинных перемычек).

В качестве защитного слоя чаще всего используется сплав олово-висмут (О-Ви 99,8%), который предотвращает переход олова в порошкообразную серую модификацию («оловянная чума») при отрицательных температурах зимой в северных и центральных областях Казахстана.

Таблица: Допустимые токовые нагрузки для медных шин ШМТЛ и сопоставление с алюминием

При расчете ошиновки шкафов сечение шины подбирают по длительному допустимому току нагрева в соответствии с ПУЭ РК с учетом поправочных коэффициентов на температуру окружающей среды внутри закрытого щита (+40 °C в летний период Алматы).

Размер шины, мм Сечение, мм² Теоретический вес 1 м, кг Допустимый ток (1 полоса), А Допустимый ток (2 полосы в пакете), А Эквивалентная алюминиевая шина (АД31Т)
20 × 3 60 0,534 235 375 25 × 4 (100 мм²)
30 × 4 120 1,068 375 600 40 × 5 (200 мм²)
40 × 4 160 1,424 475 760 50 × 5 (250 мм²)
50 × 5 250 2,225 660 1055 60 × 6 (360 мм²)
60 × 6 360 3,204 860 1375 80 × 8 (640 мм²)
80 × 8 640 5,696 1320 2110 100 × 10 (1000 мм²)
100 × 10 1000 8,900 1850 2960 120 × 12 (1440 мм²)
120 × 10 1200 10,680 2150 3440 Пакет 2×(100 × 10)

Почему луженая шина ШМТЛ незаменима при стыковке с алюминием

Электрохимический потенциал олова (-0,14 В) занимает промежуточное положение между медью (+0,34 В) и алюминием (-1,66 В). Слой лужения снижает гальваническую разность потенциалов на контактной границе с опасных 2,0 В до безопасных 0,48 В.

Преимущества применения ШМТЛ в комбинированных распределительных узлах:

  • Отказ от переходных медно-алюминиевых пластин (МА). Шину ШМТЛ можно скручивать болтами напрямую с алюминиевыми шинами АД31Т или вводными алюминиевыми наконечниками ТА;
  • Снижение габаритов шкафа. Отсутствие громоздких переходников экономит до 20–30% монтажного пространства внутри модульного шкафа ВРУ;
  • Устойчивость в агрессивной среде. Олово не реагирует с парами сернистого газа, аммиака и солевым туманом, что критично для химводоочисток, очистных сооружений и насосных станций;
  • Идеальное прилегание. Олово — пластичный металл. При затяжке болтового контакта оно микродеформируется, заполняя микронеровности и увеличивая эффективную площадь токопередачи.

Технология резки, гибки и пробивки отверстий без разрушения луженого слоя

Главное требование при обработке шины ШМТЛ — сохранить целостность антикоррозионного оловянного покрытия на рабочих контактных участках и линиях деформации.

При изготовлении ошиновки на гидравлических шинообрабатывающих станках соблюдайте следующие правила:

  • Резка заготовок. Используйте гидравлические шинорезы гильотинного типа. Дисковая абразивная резка болгаркой запрещена: нагрев от трения выжигает оловянный слой на торцах, а заусенцы требуют зачистки;
  • Пробивка отверстий. Применяйте гидравлические прессы-перфораторы со сменными пуансонами и матрицами. Сверление спиральными сверлами допустимо только на низких оборотах с СОЖ, чтобы стружка не сдирала лужение вокруг отверстия;
  • Гибка на ребро и на плоскость. Минимальный радиус внутренней оправки при гибке на плоскость должен составлять не менее 1,0–1,5 толщины шины (R ≥ 1,5s), а при гибке на ребро — не менее ширины шины (R ≥ 1,0b). Это предотвращает растрескивание и отслоение оловянной пленки на внешней растянутой дуге.

Правила болтового монтажа и затяжки контактных соединений

Для надежного электрического контакта одного наличия луженой шины недостаточно: узел должен быть правильно стянут крепежом с контролируемым моментом затяжки.

Практический регламент монтажа ошиновки из ШМТЛ:

  1. Очистите контактные поверхности от пыли и обезжирьте спиртовым растворителем. Зачистка наждачной бумагой или металлической щеткой запрещена, чтобы не снять защитный слой олова;
  2. Нанесите на контактную площадку тонкий слой токопроводящей кварцевазелиновой или органической антикоррозионной смазки (типа ЭПС-150 или ВТВ);
  3. Используйте оцинкованные болты класса прочности 8.8 с увеличенными шайбами DIN 9021 и стопорными пружинными шайбами DIN 127 или самоконтрящимися гайками DIN 6923;
  4. Затягивайте болты тарированным динамометрическим ключом: для резьбы М8 — 18–22 Н·м, М10 — 35–40 Н·м, М12 — 60–65 Н·м, М16 — 120–135 Н·м.

В ассортименте компании АТЛАНТ Snab City в Алматы представлены электротехнические медные шины марок ШМТ и ШМТЛ всех востребованных типоразмеров от 20×3 до 120×10 мм с подтвержденными сертификатами заводских плавок. Также на складе доступны шины для главной заземляющей шины ГЗШ и силовые кабельные наконечники ТМЛ и ТАМ с оперативной резкой в размер и доставкой по всему Казахстану.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем шина ШМТЛ отличается от обычной медной шины ШМТ?

Шина ШМТ — это твердая медь без покрытия, которая на воздухе постепенно окисляется и требует переходных пластин при стыковке с алюминием. ШМТЛ покрыта слоем олова (гальваническое лужение), что защищает металл от коррозии и позволяет выполнять прямое болтовое соединение с алюминиевыми проводниками без риска образования гальванопары.

Можно ли соединять шину ШМТЛ с алюминиевой шиной напрямую без переходника?

Да, прямое соединение разрешено ПУЭ РК. Оловянное покрытие шины ШМТЛ исключает образование разрушительной гальванической пары медь-алюминий. Для долговечности стык затягивают оцинкованным крепежом с тарельчатыми или увеличенными шайбами и обрабатывают токопроводящей смазкой.

Не осыпается ли оловянное покрытие при гибке шины на станке?

При соблюдении нормативных радиусов гибки (R ≥ 1,5 толщины шины при гибке плашмя) качественное гальваническое покрытие обладает высокой пластичностью и деформируется вместе с медной основой без отслоений и микротрещин.

Какая толщина оловянного слоя должна быть на качественной шине ШМТЛ?

По ГОСТ 434-78 и ГОСТ 9.303-84 стандартная толщина оловянно-висмутового покрытия (О-Ви) для электротехнических шин составляет от 6 до 18 мкм, что обеспечивает надежную защиту от окисления при сохранении минимального переходного омического сопротивления.

Вывод

Шина медная луженая ШМТЛ — оптимальный выбор для современных распределительных устройств, где требуется высокая плотность тока, компактность шкафов и надежная бессварная стыковка медных и алюминиевых проводников. Правильный расчет сечения по допустимому нагреву и соблюдение технологии гибки гарантируют безаварийную службу энергосистемы на десятилетия вперед.