Joonlasjad ja ühendused kõrgepinge- ja erikõrgepingeinstallatsioonides

Sisend- ja väljamonteeritud paigaldustes busbarid ja ühendused

Mida on elektriline busbar?

Elektriline busbar defineeritakse kui üksik juht või juhtide rühm, mille eesmärk on koguda elektrilist energiat sissetulevatest vedajatest ja jagada seda väljaminevatele vedajatele. Põhilineks ülesandeks on see, et see toimib olulise ühenduspunktina, kus sissetulevate ja väljaminevate vedajate ströomid kohtuvad, efektiivselt kogudes elektrilist energiat ühes punktis elektrisüsteemis. See funktsioon muudab busbarid hädavajalikuks komponendiks elektri efektiivse voogu ja jagamise tagamiseks erinevates energiaallikas seotud paigaldustes.

Väljamonteeritud paigalduste busbarid

Kõrgepinge (KV), erakõrgepinge (EKV) paigaldustes ning väljamonteeritud keskpinge (KP) paigaldustes kasutatakse tavaliselt paljastatud busbarid ja ühendused. Sellistes olukordades kasutatavate juhtide võib olla kaks peamist tüüpi: tübi- või lõigejuhid.

Tübibusbarid toetatakse tavaliselt veerelisolatoritel, mis on tavaliselt keramiikust valmistatud. Need isolatorid mängivad olulist rolli, säilitades elektroliku isoleerimise busbaride ja toetusrakendi vahel, tagades nii elektrisüsteemi ohutu ja õige toimimise. Teisalt on lõigejuhid paigutatud vastupidavateks klemmideks, mis kindlalt hooldavad juhte ja takistavad kõiki liikumisi või löökimisi, mis võiksid elektrilist ühendust häirida.

Joonised 1 ja 2 pakuvad näiteid, mis illustreerivad kirjeldatud mõisteid, näitades tavalise väljavälimuse ja väljamonteeritud busbaride ja nende seotud komponentide paigaldamist.

Lülitesüsteemide busbarid

Lülitesüsteemides kasutatavate busbaride valmistatakse tavaliselt kuprumist, aluminiiumist või aluminiiumi leegide nagu Al-Mg-Si (aluminiium-magneesium-silitsium) leegidest. Nende materjalide valikut mõjutavad nende elektrijuhtivus, mehaanilised omadused ja kuluefektiivsus, mis teevad neist sobiva valiku elektriliikumise efektiivseks jagamiseks lülitesüsteemides.

Paljastatud busbaride peamised omadused

• Füüsika mõõdud: Tübi juhtide puhul on diameeter kriitiline parameeter, samas kui lõigejuhtide puhul on esmatähtis lõikepindala. Need mõõdud mõjutavad otse busbari ströövoogu suurust ja elektrilist vastust. Suurem diameeter või lõikepind lubab suuremate strööde edastamist väiksemate kaotustega.

• Mehaanilised omadused: Paljastatud busbarid peavad omama piisavat mehaanilist jõudu, et vastu võitle erinevate jõududega töötamise ajal. Olulised mehaanilised parameetrid hõlmavad venitamise vastust (võimet vastata venimisele), pigistamise vastust (pigistamise vastandamist), painutamise vastust (võimet vastata painutusjõududele) ja kergesti kokkuvarisevat vastust (vastust deformeerumisele kokkusurutava laengu all). Lisaks on vastupanuväärtused ja inertiamomendid olulised, et mõista, kuidas busbar reageerib mehaanilistele pingetele, tagades selle struktuurse terviklikkuse aja jooksul.

• Nimetatud ströö: Busbari nimetatud ströö viitab maksimaalselle jätkuvale strööl, mida see ohutult edastada saab ilma ebaproportsionaalse soojenemiseta või oma jõudluse halvenemiseta. Selle väärtuse määramisel arvestatakse teguritega, nagu materjali omadused, lõikepindala ja ümbritseva keskkonna töötamistingimused. Sobiva nimetatud strööga busbari valimine on oluline, et vältida ülekaalut ja potentsiaalsete katkete elektrisüsteemis.

On oluline märkida, et kuna paljastatud busbarid ei ole isoleeritud, siis nimetatud pinge mõiste ei kehti sama moodi, nagu see kehtib isoleeritud juhtide puhul. Busbaride ühendamisel seadmete terminaalidega tuleb kasutada spetsialiseeritud ühendusi. Need ühendid, mida näidetakse Joonisel 3, tagavad turvalise, madala vastusega elektrilise ühenduse, edastades elektriliikumist usaldusväärne busbaridest ja muude komponentideni lülitesüsteemis.

Busbaride ühendamine ja isoleeritud busbarisüsteemid

Busbaride ühendamine

Kui tegemist on busbaride vahelise ühenduse loomisega, on ühendite valik oluline ja sõltub ühendatavate busbaride materjalidest. Kuprumi-kuprumi ühendite puhul kasutatakse tavaliselt pronksi ühendite. Need ühendid pakuvad suurepärast elektrijuhtivust ja mehaanilist jõudu, tagades usaldusväärse ühenduse. Aluminiiumi-aluminiiumi ühendite puhul on aluminiiumileegide ühendid ideaalne valik. Neid on spetsiaalselt disainitud aluminiiumi busbaride omaduste vastavaks, pakkudes kindlat ja stabiilset ühendust, vähendades korrosioonirohu.

Kuprumi-aluminiiumi ühendite puhul on bimetaalsete ühendite kasutamine hädavajalik. Nende ühendite kasutamine on vajalik, et vältida korrosiooni, mis võib tekida, kui kaks erinevat metalli kõrvuti asuvad elektroliidi (nagu õhk) olemasolu korral. Kuprumi ja aluminiiumi vaheline elektrolüüs võib aja jooksul ühenduse heastuma põhjustada, võimaldades elektrilisi katkeid. Bimetaalsete ühendite disain on sellise probleemi lahendamiseks loodud, tagades pikaaegse ja usaldusväärse ühenduse kuprumi ja aluminiiumi busbaride vahel.

Isoleeritud busbarid & kanalisüsteemid

Sisemajapidamises keskpinge (KP) ja madalpinge (MP) paigaldustes, kus on tegemist suurete ströödega ja ruumi on piiratud, kasutatakse tavaliselt isoleeritud busbarid ja kanalisüsteeme. Sellistes paigaldustes on busbarid sisemajapidamises metallseid koorikke, mis täidavad kaks ülesannet: nad pakkuvad mehaanilist kaitset ja elektrilist isoleerimist. Koorikud kaitsevad busbarid füüsika kahjustustest, nagu ootamatud puudutused või kontakt välisobjektidega, ja vähendavad elektrilisi šokke, isoleerides elavaid juhte ümbritsevast keskkonnast.

See koorik aga tuleb kaasa meetme. Kooriku olemasolu vähendab busbaride soojenemist. See piirab külmusaeru voolu busbaride ümber ja vähendab radiatsioonikaotusi, mis on olulised soojuse levimiseks ströövoogu ajal. Tulemuseks on, et busbaride ströövoogu väärtused koorikutes on tavaliselt oluliselt madalamad, kui need, mis on vaba õhu alla avatud.

Selle probleemi lahendamiseks ja ströövoogu vähendamise minimeerimiseks võidakse kasutada ventilatsiooniga koorikke. Need koorikud on disainitud avatud osadega või ventilatsioonireikega, mis võimaldavad paremat õhu ringlust, edendades tõhusamat soojenemist. See aitab säilitada kõrgema ströövoogu väärtuse, samas kui see pakkub vajalikku mehaanilist kaitset ja isoleerimist.

Joonis 4 pakub näidet sulgitud busbarist, näitades tavalist struktuuri ja ulapilti sellise süsteemile, rõhutades, kuidas koorik on integreeritud busbaridega, et rahuldada sisemajapidamise elektrisüsteemide nõuded.

Eraldatud busbarid ja kanalisüsteemid

Eraldatud busbarid

Eraldatud busbarid on tavaliselt ehitatud kuprumi või aluminiiumi platade abil. Fase või pooli kohta kasutatavate platade arv võib varieeruda, sõltudes ströö suurusest, mida need peavad edastama. Selles konfiguratsioonis on iga individuaalne fase või pool eraldi maandatud koorikus. Kooriku otsad on ühendatud täispikese lühikese strööga kinnitatud plataga.

Kooriku peamiseks funktsiooniks on vältida fasi-vahelisi lühikeseid strööde. Lisaks pakkub see olulise eelise, mis on seotud magnetväldedega. Kui ströö voolab juhtides, genereeritakse tugevaid magnetväli. Kuid võrdne ja vastupidine ströö indukteeritakse koorikus või koorikus, mis peaaegu täielikult nullib need magnetväli. See magnetväli nullimine aitab vähendada elektromagnetilist interferentsi ja minimeerida ebatõenäolisi mõjusid lähedastele elektrilistele ja elektronilistele seadmetele.

Tavaliselt kasutatavate isoleerimismaterjalide hulka kuuluvad õhk ja sf6 (sf6). Õhk on kättesaadav ja kuluefektiivne valik, samas kui sf6 pakkub suuremaid isoleerimisomadusi, mis teeb selle sobivaks rakendustele, kus on vaja kõrgemat isoleerimist ja elektrilist jõudlust.

Kanalisüsteemid

Madalpinge (MP) paigaldustes on üks kuluefektiivne lähenemine elektriliikumise jagamisele, kui mitut seadet tarvitatakse ja kui on vaja luua ühendusi lülitesseadmete vahel või lülitesseadme ja transfoorimiku vahel, on kanalisüsteemi kasutamine. Nagu Joonisel 5 näidatakse, pakuvad kanalisüsteemid struktureeritud ja tõhusa viisi elektriliikumise juhtide marsruutimiseks, kaitstes neid füüsika kahjustustest ja lihtsustades elektrisüsteemide paigaldamist ja hooldamist.

Kanalisüsteemid: Omadused ja eelised

Kanalisüsteem koosneb eelmääratletud platjuhtidest (sh faasi ja neutraaljuhid) ühe metallise kooriku sees. See disain pakkub sidusa ja organiseeritud lähenemist elektriliikumise jagamisele.

Kanalikanalisüsteemides saavutatakse elektriliikumise võtmisega busbaride kanalist ühendusüksuste abil. Need ühendusüksused on ühendatud konkreetsete, eelmääratletud kohtadega busbaride kanalist. Nad võimaldavad ohutult ja kontrollitud viisil võtta elektriliikumist süsteemist, tavaliselt sobivatel kaitseseadmetel, nagu lüliteredaktorid või segadussüsteemid. See konfiguratsioon tagab, et elektriliikumist saab täpselt jagada erinevatele tarbijatele, kui see on vajalik.

Kanalisüsteemidel on mitmeid olulisi eeliseid traditsiooniliste kabelipõhiste süsteemide suhtes:

• Kuluefektiivsus ja paigaldamise lihtsus: Kanalisüsteemid on kuluefektiivsemad ja lihtsam paigaldada, eriti kõrgeströödega rakendustes. Sellistes olukordades, et saavutada vajalik ströövoogu väärtus ühekordse kabelega, on sageli vaja kasutada mitut kabelit, et rahuldada pingepõhjud ja pingelangus. See suurendab mitte ainult kabelipaigalduse keerukust ja kulutusi, vaid ka soojenemiskohustust kabelite vahel, mis võib potentsiaalselt põhjustada lühikeseid strööde. Vastupidi, kanalisüsteemid pakkuvad tõhusama ja usaldusväärsema lahenduse kõrgeströödega elektriliikumise jagamiseks.

• Mehaaniline tugevus ja paigaldamise efektiivsus: Nad näitavad suuremat mehaanilist tugevust pikadel vahemikest, vähima vajaliku kiinteosa. See omadus vähendab oluliselt paigaldamisaega, kuna vaja on vähem tugevust ja kiipe. Kanalisüsteemide solidaarsus tagab suurema kestvuse ja usaldusväärsuse töötamise ajal.

• Ruuminõude vähendamine ja lihtsustatud disain: Kanalisüsteemid vähendavad mitme kabeliringlust koos nende seotud metallkonstruktsioonidega, lihtsustades üldist elektrisüsteemi. See kompleksisuuse vähendamine mitte ainult aitab ruumi, vaid muudab süsteemi lihtsamaks haldada ja hooldada.

• Vähendatud lõpetamise nõuded: Nad nõuavad vähem lõpetamisruumi lüliteseadmetes. See on oluline eelis, eriti lüliteseadmete disainides, kus ruum on piiratud, lubades kompaktsed ja efektiivsed elektrilaualad.

• Kabelijointide vajaduse elimineerimine: Kuna kanalisüsteemid on eelmääratletud ja ei vaja kohapealset kabeleühendamist, siis on kustutatud spetsialiseeritud kabelijointide vajadus. See vähendab mitte ainult tööjõukulutusi, vaid ka viga, mis on seotud kabeleühendamisega, parandades elektrisüsteemi kogu kvaliteeti ja usaldusväärsust.

• Joustvus elektriliikumise jagamises: Mitmed ühendusüksused pakkuvad joustvust, et kohanduda muutustega elektriliikumise nõuetega algse paigalduse järel, vastavalt busbaride kanalisti väärtusele. See omadus võimaldab lihtsalt uuesti konfigureerida elektrisüsteemi, et kohanduda uute tarbijatega või muutustega tarbija nõuetes, muutes kanalisüsteemid kõrvaldavaid elektriliikumise nõuetele.

• Lihtne ümberpaigutamine ja laiendamine: Jaotusüksuste ümberpaigutamine on lihtne kanalisüsteemidega. Lisaks võib süsteem lihtsalt laienduda, kui elektriliikumise nõuded kasvavad, pakkudes skaalautset lahendust elektriliikumise jagamiseks.

• Aestetiline ilmekus: Piirkondades, kus elektrisüsteem on nähtav, pakkuvad kanalisüsteemid paremat vaatlusväärsust, kui kabeliringlust. Nende sujuv ja ühtlane disain võib tõsta hoone sisevaate ilmekust, muutes need eelistatavaks valikuna ärikeskkondades ja avalikes ruumides.

• Uuesti kasutamine: Busbaride kanalisüsteemid saavad dekoneerida ja uuesti kasutada teistes piirkondades, pakkudes kuluefektiivset lahendust renoveeritavatele või laiendavatele objektidele. See taaskasutamise tegur mitte ainult vähendab prügi, vaid pakkub ka olulisi säästumisi materjalide ja paigaldamiskulutuste suhtes.

• Parandatud tulekahju vastane: Nad pakkuvad paremat vastust tuleleviitusel, võrreldes traditsiooniliste kabelisüsteemidega. Kanalisüsteemi metalline koorik aitab piirata tuleleviitust ja takistada selle levikut elektrisüsteemis, parandades ehitiste tuleohutust.