A gyűjtősín egy villamossági kifejezés. Gyűjtősín alatt elektromos vezetők olyan elrendezését értjük, amelyek a villamos energia központi elosztását teszik lehetővé. A gyűjtősínes rendszerekben minden beérkező és távozó vezetőt egymással fázisonként elektromosan összekapcsolják (például egy transzformátorállomásnál). Színjelölés: L1 fázis – zöld, L2 fázis – sárga, L3 fázis – piros. Üzemzavar esetén megszakítók választják le a hibás csatlakozást.

Nagyfeszültségű gyűjtősínek a Bécs délkeleti részét ellátó elosztóállomáson
Kisfeszültségű, 1500 amper terhelhetőségű gyűjtősínek egy épületen belüli áramellátáshoz
63 amper terhelhetőségű, egyfázisú gyűjtősín
Kisfeszültségű, lakásokban alkalmazott gyűjtősínek

KialakításaSzerkesztés

Mivel nagy mennyiségű elektromos áramokat és hirtelen áramváltozásokat kell elviselniük, emiatt megfelelő felépítésük fontos.

  • Kis ellenállás. Elektromos ellenállásuknak a lehető legkisebbnek kell lenni, mivel egyrészt az ellenállással arányos melegedés jelentkezik, másrészt az ellenállás energiaveszteséget is jelent. Anyaguk réz vagy alumínium, de szupravezetők alkalmazása is előfordul.
  • Robusztus felépítés. A nagy áramokkal erős mágneses tér is jelentkezik, ami mindenfajta közelben lévő fémmel, különösen párhuzamosan futó vezetékekkel nagy erőhatásokat vált ki. Ez eldeformálhatja a síneket, illetve a csatlakozásokat meglazíthatja.
  • Kiváló csatlakozások. Mind a fokozott elektrogalvanikus hatás, oxidáció, fizikai terhelés ellenére kiváló csatlakozást kell biztosítaniuk. Emiatt, ahol csak lehet, hegesztéssel egyesítik a bekötéseket. Ahol ez nem lehetséges, megfelelően ellenálló ötvözeteket alkalmaznak.
  • Elektromos feszültségszint. Nagyfeszültségen a váltakozó áram a skin (felületi - öntaszító) hatás miatt az áram nagy része a vezető külső felületén folyik, emiatt gyakran csöveket alkalmaznak vezetőnek. Kisfeszültségnél a tömörség kiemelt tényező a mechanikus szilárdsághoz.
  • Terheléselosztás. Többszörös betáplálás esetén fontos azok sínen való elosztása, hogy a üzemzavar esetén ne szakadhasson meg minddel a kapcsolat. Emellett az üzemi áramok mértéke is nagyban csökkenthető.

VédelemSzerkesztés

  • Tűzvédelem. Mivel zárlat esetén a sín akár izzásig hevülhet, fontos mindenféle gyúlékony anyagot távol tartani. Másrészt a több helységen végigfutó sínek az épületeken belül a tűz terjedését is segíthetik, emiatt a falaknál külön tűzvédelmi megoldásokat használnak.
  • Zárlatvédelem. Áramváltókkal figyelik az áram mértékét. A zárlati áramlökések akár el is törhetik a síneket, emiatt speciális, előre programozott elektronikus rendszereket alkalmaznak a káros hatások csökkentésére, illetve az üzembiztonság javítására.
  • Szigetelés. Mivel a száraz levegő kiváló elektromos szigetelő - illetve az esővíz sem vezeti az áramot -, a gyűjtősíneket nem szokták burkolni, kültéren sem. A szigetelések fő feladata a mechanikus szilárdság biztosítása.

Gyűjtősín rendszerekSzerkesztés

A regionális jelentőségű villamosenergia-termelő és -elosztó állomásokon az üzemzavarok hatásainak csökkentésére gyűjtősín-rendszereket szoktak kialakítani. Ezek lényege, hogy megszakítókkal (amelyek áramot is képesek megszakítani) és szakaszolókkal a bekötések egy adott része vagy mindegyike leválasztható karbantartási és zavarelhárítási okokból. Rendkívül nagy áramok vagy szennyezés hatására a megszakítók beragadhatnak, emiatt a lehetőségek szerint többszörös leválasztási lehetőségeket szoktak kialakítani. A rendszerek megnevezése az egyszerűbbektől az összetettebbekig:

  • Egyszeres gyűjtősín
    • szakaszolós bontással
    • megszakítós bontással
    • Segédsínes rendszer
  • Kettős gyűjtősín rendszer
    • osztatlan
    • osztott
    • Kombinált sínáthidaló alkalmazása
  • PI-kapcsolás
  • Poligonkapcsolás
  • Másfélmegszakítós rendszer (itt már minden leágazáshoz megszakító van építve, amihez sínáthidaló is tartozik)

Gyűjtősín-védelemSzerkesztés

Az erősáramú berendezések pontos méretezése elkerülhetetlen. Amennyiben az üzemi értékeket meghaladó terhelés lép fel, a védelmi berendezések leválasztják a hibás mezőt. Ennek célja, hogy a hiba forrásához lehető legközelebb a legtöbb fogyasztó ellátása fennmaradjon. A védelmi automatizmusok a zárlatok fellépésekor a rendkívül rövid idő alatt bekövetkező károk megelőzésére automatikusan működtetik a megszakító berendezéseket. Az érzékelés áramváltókkal történik, amik az áram erősségét és irányát is jelzik.

Természetes gyűjtősín-védelemről beszélünk, amennyiben a bekötések saját védelmére hagyatkozva történik a zavarelhárítás.

Önálló gyűjtősín-védelmi megoldásokSzerkesztés

 
Régi gőz-gyűjtősínes erőmű vázlata a Brockhaus-lexikonból
  • Fojtótekercsek alkalmazása: az áramlökéseket csillapító berendezések, amelyek a védelmi reakcióidők növelését teszik lehetővé.
  • Többlépcsős zárlatvédelem: a bekötéseken gyors kioldású, illetve a sínszakaszoknál lassabb megszakítási időzítés, ami a zavar helyének és kiterjedésének megfelelően határolja el a hibás területet.
  • Differenciálvédelem: védett területen belüli hibák esetén azt a tényt használja ki az érzékelésre, hogy hibamentes állapotban, illetve külső zárlat esetén a sínre befolyó és elfolyó áramok összege nulla, sínzárlatkor viszont a zárlat helyén elfolyik az áram, a kiegyenlítés megszűnik (Kirchhoff I. torvénye)

Régi erőművekSzerkesztés

A 20. század első felében épült hőerőművekben gyűjtősínt alkalmaztak nemcsak elektromos berendezéseknél, hanem gőz oldalon is. Ez azt jelentette, hogy a kazánok által termelt gőzt nem közvetlenül a gőzgépekbe vagy gőzturbinákba vezették, hanem egy gyűjtősínbe, amelyről az egyes erőgépekhez szelepeken keresztül csatlakoztak le a frissgőz-vezetékek. Ez a rendszer azzal az előnnyel járt, hogy bármelyik egységet ki lehetett iktatni a rendszerből üzemzavar vagy karbantartás esetén anélkül, hogy a többi berendezés üzemét zavarná. Idővel azonban a berendezések megbízhatósága lényegesen javult, egyre ritkábbak lettek a váratlan üzemzavarok, így a bonyolult és költséges gyűjtősínes rendszerről áttértek a blokkokra, amelyeknél gyűjtősínt a transzformátor után alakították ki.

ForrásokSzerkesztés

A Wikimédia Commons tartalmaz Gyűjtősín témájú médiaállományokat.


Elektrotechnika