Чому за шинопровідними системами майбутнє?
Сьогодні дедалі частіше говорять, що шинопровідні системи мають велике майбутнє. Зважаючи на те, що сучасна людина постійно потребує електроенергії та використовує її для різних цілей, очевидним є прагнення інженерів спростити взаємодію з електрикою, зробити її зручнішою. В увсьому світі щороку зростає енергоспоживання, а разом із ним і навантаження на дроти. І якщо високовольтні лінії буде реорганізувати досить важко, то концепцію проводки у будинках вже давно хочуть помітно переглянути.
Серед основних проблем електроенергетичної сфери можна виділити суттєві втрати електрики під час транспортування. У цьому перспективною альтернативою часто називають шинопровідні системи. Вони зберігають загальну концепцію застосування протяжних комунікацій між джерелом та споживачем енергії, але пропонують позбавитися традиційних кабелів та дротів там, де це можливо. Використовувати їх на вулиці поки не видається ані можливим, ані доцільним, натомість у приміщеннях це може бути дуже корисним. Шинопровідні системи будуть дуже зручними як у великих промислових цехах, так і у квартирах, а їхню собівартість у цілому можна порівняти із традиційними елементами проводки.
Переваги шинопроводів
У загальному вигляді шинопровідна система (ШС) складається з певної кількості провідників, які знаходяться всередині міцного довгого короба-напрямної. Контактна частина являє собою металеві шини прямокутної форми, ізольовані одна від одної за допомогою різних діелектричних матеріалів. Втрати електроенергії у такій конструкції мінімізовані завдяки застосуванню відрізків металу правильної довжини, форми та товщини провідника, а також можливості охолодження системи під час роботи під навантаженням. З експлуатаційної точки зору визначальною перевагою ШС вважається можливість підключення до них практично у будь-якій точці. Замість кінцевих елементів системи (наприклад розеток) використовуються приєднувальні блоки, які можуть бути легко підключені протягом усієї траси.
Останній аспект є дуже зручним у промисловості. Всередині будівлі виробничого призначення часто розташовано багато просторих приміщень, де може знадобитися підключення апаратури до електромережі у довільному місці. На протяжних прямих ділянках легко підключити відвідну гілку, облаштувавши її за усіма правилами звичайної електропроводки: на ній можна встановити захисну автоматику та за допомогою кількох кабелів організувати розгалуження. За великим рахунком одна така шинопровідна магістраль здатна замінити собою цілий пучок дроті без втрат у електричній потужності та зручності.
Класифікувати усі переваги ШС можна досить довго, тому далі ми коротко згадаємо лише про декілька десятків сильних сторін такої концепції. Почати слід з того, що шинопроводи мають компактну конструкцію та не вимагають особливого підходу до монтажу. Плоскі провідники займають зовсім небагато місця, розташовуються всередині корпусу досить щільно і при цьому не вимагають штроблення стін для кріплення. Вони зазвичай кріпляться на поверхні перегородок накладним способом й за рахунок такого розміщення забезпечують легкість підключення відвідних ліній. Крім того, для використання у промисловості дуже важливо, що ШС не потребують великих перетинів провідника для забезпечення високого амперажу.
У режимі постійної експлуатації або серйозного тривалого навантаження звичайні дроти починають страждати від перегріву, не маючи можливості швидко охолоджуватися через полімерні оболонки, що виступають як електро- та теплоізоляція. У той самий час металеві шини мають розвинену поверхню, доступ повітря до якої майже нічим не ускладнений. До того ж корпус системи, виконаний з металу, виступає високоефективним додатковим радіатором, швидко відводячи вироблене тепло до повітря навколишнього простору.
Наступна важлива характеристика – зручність у перекомпонуванні та пов'язаній з нею модернізації. Модульність шинопровідних систем легко дозволяє доповнювати їх, видозмінювати конфігурацію, навіть переносити великі фрагменти на інші місця. При цьому знову не знадобиться ані жодна істотна підготовка поверхонь, ані спеціальний інструмент, ані додаткові витрати на сам монтаж-демонтаж.
Якщо ж мова йде про житлові інтер'єри, дуже суттєвого значення набуває естетика. Сучасні шинопровідні системи мають досить нейтральний зовнішній вигляд, який досить легко вписується до більшості ремонтів. Вони доречні й у інтер'єрах напрямку хай-тек, і у мінімалізмі, і у еко-стилі, й у лофті. Мабуть, тільки класика та модерн залишаються осторонь. Разом з тим, за бажання і для них можна підшукати такі системи прокладки кабелю, які впишуться у оформлення гармонійно та демонструватимуть необхідний рівень зручності.
Вкрай важливою перевагою є те, що ШС негорючі. Їхній корпус виконаний з металу, всередині теж знаходяться металеві шини-струмопровідники. Діелектричні прокладки виготовляються з різних композитів та з'єднань з керамікою або негорючими полімерами. Таким чином, системи шинопроводів не тільки не страждають під час пожежі самі, але навіть не сприяють поширенню полум'я. До того ж при нагріванні з них не можуть виділитися якісь шкідливі для людини або природи речовини – серед компонентів виробу немає канцерогенної сировини.
З погляду первинного монтажу, ШС можуть похвалитися швидкістю та зручністю організації мережі електрокомунікацій. Шинопроводи майже не потребують додаткових засобів з'єднання або специфічного інструменту. Вироби одразу готові до встановлення, що позначається не лише на швидкості закріплення напрямних на потрібній поверхні, але й на вартості таких робіт. Монтаж ШС помітно простіший, а тому – дешевший за класичну проводку. Різниця легко може сягати мінус 60% на користь шинопроводів.
Якщо каати про глибші технічні переваги, то тут сильні сторони ШС виявлятимуться буквально в усьому. Наприклад, через те, що всередині шинопроводу тонкі струмопровідні провідники розташовані дуже щільно, в системі суттєво знижується індуктивний опір, а електромагнітне поле навколо магістралі майже однорідне. Сама щільність струму при цьому рівномірна, що зумовлює падіння активного опору. У результаті грамотного балансу між фізичними та електричними характеристиками втрата вольтажу при передачі електроенергії на велику відстань (наприклад, на заводі між цехами) практично порівнянна з величиною похибки вимірювання.
Важливо також відзначити, що шинопровідні системи – одні з небагатьох силових мереж, які нормально поєднуються з будь-якою слаботочкою та інформаційними лініями. Металевий кожух екранує і без того не дуже велике та стабільне електромагнітне поле навколо ШС. Навіть системи високого навантаження (більше 4000 А) можна розташовувати поблизу кабелів управління, інтернету, охорони та сигналізації, не побоюючись виникнення перешкод та наведень.
На окрему увагу заслуговують ситуації, коли будівля від самого початку проектується для використання шинопровідних систем. При цьому дуже змінюються багато традиційних елементів оздоблення. Наприклад, повністю виключаються основні канали у стінах між поверхами, знижується загальна кількість кабельних лотків та допоміжних несучих систем. Монтажні та розподільні коробки взагалі не використовуватимуться, тому можна відмовитися від обмежень при розміщенні навісних або натяжних стель. Завдяки тому, що у такій системі розетки у звичному розумінні відсутні, багато видів приладів можна буде підключати безпосередньо від лінії. Одночасно з цим часто відпадає необхідність у встановленні розподільних щитів: використовується одна ввідна шафа, а потім на кожній функціональній лінії в міру необхідності встановлюють по одному вузлу захисту.
У промисловості, де відбувається часта реорганізація електромережі живлення, взагалі нерідко знижується загальна кількість модулів захисної автоматики – вони переносяться з одного місця на інше, разом з відвідними лініями. Хоча не можна сказати, що автоматичні вимикачі зовсім втрачають свою актуальність, проте вона безперечно знижується, оскільки шинопровідні системи не схильні ані до перегріву, ані до коротких замикань.
Конструкція шинопроводу повністю виключає перепади між перетинами провідників, якими тече струм із високим амперажем, і навіть нівелює різницю у їхній довжині до найближчого джерела. Цікаво відзначити, що ШС допомагають подолати багато незручностей, пов'язаних із фазністю електромережі. У багатофазних мережах не спостерігається перекіс у навантаженні на кожну фазу, оскільки потужність фактично перерозподіляється.
Для організації виводків та відводів від магістральної лінії можна застосовувати як поодинокі перехідники-з'єднувачі (аналог штепсельної вилки для традиційної розетки), так і спеціальні відгалужувальні коробки. Їх можна встановлювати майже у будь-якому місці, зміщувати та переносити в міру необхідності, збільшувати кількість бажаних приєднань буквально за ддекілька простих маніпуляцій.
Ще однією безперечною перевагою можна назвати найвищий ступінь уніфікації компонентів шинопровідних систем. Усі елементи стандартизовані, щоб полегшити взаємодію з ними та максимально виключити людський фактор під час монтажу. За великим рахунком, ШС – це одна з небагатьох категорій електричного обладнання, якість монтажу якої слабко позначається на якості з'єднань. Підсумкова безпека залежить не від навичок майстра, як від того, якого класу елементи застосовувалися у процесі збирання.
Дуже важливим є й те, наскільки міцними виявляються лінії подібних комунікацій. Металеві корпуси не так просто пошкодити гризунам, а опір розтягуванню, удару або іншому механічному впливу у рази вищий у порівнянні зі звичайним кабелем. У горизонтальних ділянках ШС не накопичується пил і туди не потрапляє волога, що зумовлює їхній тривалий термін служби навіть за відсутності регулярного обслуговування.
Окремо слід сказати, що шинопровідні системи концептуально відрізняються від традиційних. Якщо у звичайних системах від найближчої трансформаторної підстанції електроенергія йде по одним дротам, потім у розподільній шафі поділяється на кілька гілок меншого перетину та слідує за ними до локальних щитків, у яких знову дробиться на певне число ліній, то ШС влаштовані інакше. Такі системи зазвичай беруть свій початок у головному розподільчому щиті будівлі та йдуть безпосередньо в усі приміщення, де планується експлуатація електроприладів. Відгалуження відбуваються не задля формування окремих ліній, а одразу для підключення потрібної техніки. Такий підхід знижує кількість різнорідних з'єднань та перепадів по перетину жили, усуває невиправдані розриви, повністю виключає нетехнологічні скручування. У мережах з шинопроводами немає місця навіть для клемників та наконечників – усі з'єднання реалізовані засобами самих шинних систем без застосування проміжних ланок.
Підбиваючи підсумки, можна цілком обґрунтовано говорити, що у ШС дійсно велике майбутнє. Вони мають високі експлуатаційні характеристики, належний рівень зручності у монтажі та обігу, не піддаються горінню і взагалі набагато безпечніші за традиційні електромережі. Якщо додати до цього зниження вартості на монтажі та проектуванні, гнучкість та трансформованість конструкції, а також здатність не шкодити наведеннями слабкострумовим комунікаціям – шинопроводам поки що просто немає рівних. Швидше за усе, технологія у найближче десятиліття буде помітно модифікована, щоб поєднання нових модулів з приладами старого зразка було якомога простішим завданням.