Busbars at Connectors sa mga Pagsasakatawan ng HV at EHV

Busbars at Connectors sa Indoor at Outdoor Installations

Ano ang Electric Busbar?

Ang electric busbar ay inilalarawan bilang isang conductor o grupo ng mga conductor na may layuning magsilbing kolektor ng electrical power mula sa mga incoming feeders at magdistribute nito sa mga outgoing feeders. Sa esensya, ito ay gumagana bilang mahalagang junction kung saan nagkakaroon ng convergence ang mga current mula sa mga incoming at outgoing feeders, na epektibong nag-aaggregate ng electrical power sa iisang punto sa loob ng isang electrical system. Ang function na ito ay nagpapahalaga sa mga busbars bilang mahalagang komponente para mapabilis ang pagflow at distribution ng electricity sa iba't ibang power-related setups.

Busbars para sa Outdoor Installations

Sa high-voltage (HV), extra-high-voltage (EHV) installations, pati na rin sa outdoor medium-voltage (MV) installations, madalas gamitin ang bare busbars at connectors. Ang mga conductor na ginagamit sa mga scenario na ito ay maaaring dalawang pangunahing uri: tubular o stranded wires.

Ang mga tubular busbars ay karaniwang suportado ng column insulators, na kadalasang gawa sa ceramics. Ang mga insulators na ito ay naglalaman ng mahalagang papel sa pag-maintain ng electrical isolation sa pagitan ng busbars at ng supporting structure, na nagse-secure ng ligtas at tama na pag-function ng electrical system. Sa kabilang banda, ang stranded-wire busbars ay nakafirm sa lugar gamit ang dead-end clamps, na matatag na hawak ang mga wires at nagpre-prevent ng anumang movement o loosening na maaaring makadulot ng disruption sa electrical connection.

Ang Figures 1 at 2 ay nagbibigay ng visual examples na nagpapakita ng mga concept na inilarawan sa itaas, na nagpapakita ng typical appearance at installation ng outdoor busbars at ang kanilang associated components.

Busbars para sa Switchgear Installations

Ang mga busbars na ginagamit sa switchgear installations ay karaniwang gawa sa copper, aluminium, o aluminium alloys tulad ng Al-Mg-Si (aluminium-magnesium-silicon) alloys. Ang mga materyales na ito ay pinili dahil sa kanilang electrical conductivity, mechanical properties, at cost-effectiveness, na nagpapahalaga sa kanila bilang suitable para sa efficient distribution ng electrical power sa loob ng switchgear systems.

Pangunahing Characteristics ng Bare Busbars

• Physical Dimensions: Para sa tubular conductors, ang diameter ay isang critical parameter, habang para sa stranded-wire conductors, ang cross-sectional area ang primary importance. Ang mga dimension na ito ay direktang nakakaapekto sa current-carrying capacity at electrical resistance ng busbar. Ang mas malaking diameter o cross-section ay nagpapahintulot ng mas mataas na currents na may mas mababang losses.

• Mechanical Properties: Dapat na ang mga bare busbars ay may sapat na mechanical strength upang makaya ang iba't ibang forces na nakakaranas sa panahon ng operation. Ang mga key mechanical parameters ay kasama ang tensile strength (ability to resist stretching), compressive strength (resistance to squeezing), bending strength (ability to withstand bending forces), at buckling strength (resistance to deformation under compressive loads). Karagdagang mahalaga ang moments of resistance at inertia para maintindihan kung paano ang busbar ay magrerespond sa mechanical stresses, na nagse-secure ng structural integrity nito sa panahon.

• Rated Current: Ang rated current ng isang busbar ay nagpapahiwatig ng maximum continuous current na maaari nitong safely carry nang walang excessive heating o degradation ng performance nito. Ang value na ito ay nadetermina batay sa factors tulad ng material properties, cross-sectional area, at ambient operating conditions. Mahalaga na pumili ng busbar na may appropriate rated current upang maiwasan ang overheating at potential failures sa electrical system.

Dapat tandaan na dahil ang mga bare busbars ay hindi insulated, ang concept ng rated voltage ay hindi applicable sa parehong paraan gaya ng sa insulated conductors. Kapag konektado ang mga busbars sa equipment terminals, dapat gamitin ang specialized connectors. Ang mga connectors na ito, bilang halimbawa sa Figure 3, ay nagse-secure ng secure, low-resistance electrical connection, na nagpapahintulot ng reliable transfer ng electrical power sa pagitan ng busbars at iba pang components ng switchgear system.

Busbar Connection at Insulated Busbar Systems

Busbar Connection

Kapag itinutok ang mga connections sa pagitan ng mga busbars, ang pagpipili ng connectors ay mahalaga at depende sa materials ng mga busbars na isinasama. Para sa copper-to-copper connections, karaniwang ginagamit ang bronze connectors. Ang mga connectors na ito ay nagbibigay ng excellent electrical conductivity at mechanical strength, na nagse-secure ng reliable connection. Para sa aluminium-to-aluminium connections, ang aluminium alloy connectors ang ideal na choice. Sila ay specifically designed upang match ang properties ng aluminium busbars, nagbibigay ng secure at stable connection habang mininimize ang risk ng corrosion.

Sa kaso ng copper-to-aluminium connections, ang bi-metallic connectors ang essential. Ang paggamit ng mga connectors na ito ay kinakailangan upang maiwasan ang corrosion na maaaring mangyari dahil sa electrolytic effect kapag dalawang iba't ibang metals ang nasa contact sa presence ng electrolyte (tulad ng moisture sa hangin). Ang electrolytic reaction sa pagitan ng copper at aluminium ay maaaring magresulta sa degradation ng connection sa panahon, potensyal na nagdudulot ng electrical failures. Ang bi-metallic connectors ay in-engineer upang iminimize ang issue na ito, nagse-secure ng long-lasting at reliable connection sa pagitan ng copper at aluminium busbars.

Insulated Busbars & Trunking Systems

Sa indoor medium-voltage (MV) at low-voltage (LV) installations, kung saan ang mataas na currents ang involved at ang space ay limited, madalas gamitin ang insulated busbars at trunking systems. Sa mga setup na ito, ang mga busbars ay nakakulong sa loob ng metallic enclosures, na nagbibigay ng dual purposes ng mechanical protection at electrical insulation. Ang mga enclosures ay nagprotekta sa mga busbars mula sa physical damage, tulad ng accidental impacts o contact sa foreign objects, at nagpre-protect din mula sa electrical shocks sa pamamagitan ng pag-isolate ng live conductors mula sa surrounding environment.

Gayunpman, ang enclosure na ito ay may trade-off. Ang presence ng enclosure ay nagreduce ng heat dissipation ng mga busbars. Ito ay naglimita ng flow ng cooling air sa paligid ng mga busbars at nagdecrease ng radiation losses, na mahalaga para sa pagdissipate ng heat na generated sa panahon ng current flow. Bilang resulta, ang current ratings ng mga busbars sa loob ng enclosures ay kadalasang mas mababa kumpara sa mga busbars na exposed sa free air.

Upang addressin ang issue na ito at minimize ang reduction sa current-carrying capacity, maaaring gamitin ang ventilated enclosures. Ang mga enclosures na ito ay in-design na may openings o vents na nagpapahintulot ng mas mabuti na air circulation, na nagpapahintulot ng mas efficient heat dissipation. Ito ay tumutulong upang maintain ang mas mataas na current ratings habang nagbibigay pa rin ng necessary mechanical protection at insulation.

Ang Figure 4 ay nagbibigay ng illustrative example ng enclosed busbar, na nagpapakita ng typical structure at appearance ng ganitong sistema at naghighlight kung paano ang enclosure ay integrated sa mga busbars upang ma-meet ang requirements ng indoor electrical installations.

Isolated Busbars at Trunking Systems

Isolated Busbars

Ang isolated busbars ay karaniwang constructed using flat bars ng copper o aluminium. Ang number ng bars per phase ay maaaring magbago, depende sa magnitude ng current na kinakailangan nilang carry. Sa setup na ito, ang bawat individual phase o pole ay nakakulong sa separately earthed sheath. Ang mga dulo ng sheath na ito ay konektado ng bar na rated para sa full short-circuit current.

Ang primary function ng sheath ay upang maiwasan ang occurrence ng inter-phase short-circuit currents. Karagdagang advantage nito ay related sa magnetic fields. Kapag nagflow ang current sa mga conductors, ito ay naggenerate ng strong magnetic fields. Gayunpman, ang equal at opposite current ay induced sa enclosure o sheath, na almost completely cancels out ang mga magnetic fields. Ang cancellation ng magnetic fields ay tumutulong upang reduce ang electromagnetic interference at minimize ang potential para sa unwanted effects sa nearby electrical at electronic equipment.

Commonly employed insulating materials para sa isolated busbars ay kasama ang air at sulfur hexafluoride (SF6). Ang air ay readily available at cost-effective option, habang ang SF6 ay nagbibigay ng superior insulating properties, na nagpapahalaga rito para sa applications kung saan ang mas mataas na levels ng insulation at electrical performance ang kinakailangan.

Trunking Systems

Sa low-voltage (LV) installations, ang isang cost-effective approach sa power distribution, pati na rin sa supplying ng power sa multiple pieces ng equipment at facilitating ng interconnections sa pagitan ng switchboards o sa pagitan ng switchboard at transformer, ay ang paggamit ng trunking system. Tulad ng inilalarawan sa Figure 5, ang trunking systems ay nagbibigay ng structured at efficient way upang routein ang mga electrical conductors, nagprotekta sila mula sa physical damage at simplifying ang installation at maintenance ng electrical systems.

Trunking Systems: Features at Advantages

Ang trunking system ay binubuo ng pre-assembled flat bar conductors (kasama ang phase at neutral conductors) na nakakulong sa loob ng single metallic casing. Ang design na ito ay nagbibigay ng streamlined at organized approach sa electrical power distribution.

Sa feeder trunking systems, ang power extraction mula sa busbar trunking ay natutukoy sa pamamagitan ng paggamit ng tap-off units. Ang mga units na ito ay konektado sa specific, predefined locations sa busbar trunking. Ito ay nag-enable ng safe at controlled removal ng power mula sa system, typically via appropriate protective devices tulad ng circuit breakers o fuses. Ang setup na ito ay nagse-secure na ang electrical power ay maaaring idistribute nang precise sa iba't ibang loads kung kinakailangan.

Ang trunking systems ay nagbibigay ng several significant advantages over traditional cable-based systems:

• Cost-effectiveness at Ease of Installation: Ang trunking systems ay mas economical na implementin at simpler na install, lalo na sa high-current applications. Sa mga scenario na ito, ang achievement ng necessary current ratings sa pamamagitan ng single-core cables kadalasang nangangailangan ng multiple cables upang ma-meet ang voltage drop at voltage dip specifications. Ito ay not only increases the complexity at cost ng cable installation kundi nag-increase din ng risk ng overheating sa pagitan ng cables, na potentially lead to short circuits. Sa kabilang banda, ang trunking systems ay nagbibigay ng more efficient at reliable solution para sa high-current power distribution.

• Mechanical Strength at Installation Efficiency: Nagpapakita sila ng superior mechanical strength sa mahabang distansya na may minimal need para sa fixings. Ang characteristic na ito ay significantly reduces ang installation times, dahil fewer supports at fasteners ang kinakailangan kumpara sa cable runs. Ang robustness ng trunking systems ay nagse-secure din ng greater durability at reliability sa panahon ng operation.

• Space-saving at Simplified Design: Ang trunking systems ay nageliminate ng need para sa multiple cable runs kasama ang kanilang associated supporting metalwork, simplifying ang overall electrical infrastructure. Ang reduction sa complexity na ito not only saves space kundi nag-make rin ng system easier to manage at maintain.

• Reduced Termination Requirements: Ang mga ito ay nagdemand ng less termination space sa loob ng switchboards. Ang advantage na ito ay crucial, lalo na sa switchboard designs kung saan ang space ay limited, na nagallow ng more compact at efficient electrical panel layouts.

• Eliminating the Need for Cable Jointers: Dahil ang trunking systems ay pre-assembled at hindi nangangailangan ng on-site cable splicing, ang need para sa specialized cable jointers ay nageliminate. Ito not only reduces labor costs kundi nagminimize din ng potential para sa errors associated sa cable joining, enhancing ang overall quality at reliability ng electrical installation.

• Flexibility sa Power Distribution: Ang multiple tap-off outlets ay nagbibigay ng flexibility upang adapt sa changes sa power requirements pagkatapos ng initial installation, subject sa rating ng busbar trunking. Ang feature na ito ay nagallow ng easy reconfiguration ng electrical system upang accommodate new loads o changes sa load demands, making ang trunking systems highly adaptable sa evolving electrical needs.

• Ease of Repositioning at Extension: Ang repositioning ng distribution outlets ay straightforward process sa trunking systems. Bukod dito, ang system ay maaaring easily extended as the electrical requirements ng facility grow, offering a scalable solution para sa power distribution.

• Aesthetic Appeal: Sa areas kung saan visible ang electrical system, ang trunking systems ay nagbibigay ng aesthetically pleasing appearance kumpara sa bundles ng cables. Ang sleek at uniform design nito ay nag-enhance sa visual appeal ng interior ng building, making it a preferred choice sa commercial at public spaces.

• Reusability: Ang busbar trunking systems ay maaaring dismantled at reused sa other areas, providing a cost-effective solution para sa facilities undergoing renovation o expansion. Ang reusability factor na ito not only reduces waste kundi nagoffer din ng significant savings sa terms ng material at installation costs.

• Enhanced Fire Resistance: Nagbibigay sila ng better resistance sa spread ng fire kumpara sa traditional cable systems. Ang metallic enclosure ng trunking ay naghelp upang contain ang fire at prevent it from spreading through the electrical system, contributing sa improved fire safety sa buildings.