हाइ वोल्टेज और एक्स्ट्रा हाइ वोल्टेज संस्थापनों में बसबार और कनेक्टर

आंतरिक और बाहरी स्थापनाओं में बसबार और कनेक्टर

विद्युत बसबार क्या है?

एक विद्युत बसबार को एकल चालक या चालकों के समूह के रूप में परिभाषित किया जाता है जो आगत फीडरों से विद्युत शक्ति को संकलित करने और निकासी फीडरों को वितरित करने का काम करता है। मूल रूप से, यह एक महत्वपूर्ण जंक्शन का काम करता है जहाँ आगत और निकासी फीडरों से आने वाली धाराएँ एकत्रित होती हैं, इस प्रकार विद्युत प्रणाली के एक बिंदु पर विद्युत शक्ति को एकत्रित करता है। यह कार्य बसबार को विभिन्न विद्युत-संबंधी सेटअप में विद्युत के कुशल प्रवाह और वितरण के लिए आवश्यक घटक बनाता है।

बाहरी स्थापनाओं के लिए बसबार

उच्च-वोल्टेज (HV), अत्यधिक-उच्च-वोल्टेज (EHV) स्थापनाओं और बाहरी मध्य-वोल्टेज (MV) स्थापनाओं में, गंभीर बसबार और कनेक्टर आमतौर पर उपयोग किए जाते हैं। इन स्थितियों में उपयोग किए जाने वाले चालकों के दो मुख्य प्रकार होते हैं: ट्यूबुलर या ड्रेडेड तार।

ट्यूबुलर बसबार आमतौर पर स्तंभ इन्सुलेटरों द्वारा समर्थित होते हैं, जो आमतौर पर सिरामिक से बने होते हैं। ये इन्सुलेटर बसबार और समर्थन संरचना के बीच विद्युत अलगाव को बनाए रखने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, विद्युत प्रणाली के सुरक्षित और सही कार्य को सुनिश्चित करते हैं। दूसरी ओर, ड्रेडेड-वायर बसबार डेड-एंड क्लैंप्स का उपयोग करके स्थिर किए जाते हैं, जो तारों को मजबूती से धारण करते हैं और विद्युत कनेक्शन को बाधित करने वाले किसी भी गति या ढीले होने से रोकते हैं।

आकृति 1 और 2 ऊपर वर्णित अवधारणाओं को दर्शाने वाले दृश्य उदाहरण प्रदान करते हैं, जो बाहरी बसबार और उनके संबंधित घटकों के सामान्य रूप और स्थापना को दिखाते हैं।

स्विचगियर स्थापनाओं के लिए बसबार

स्विचगियर स्थापनाओं में उपयोग किए जाने वाले बसबार आमतौर पर तांबे, एल्यूमिनियम, या एल्यूमिनियम-मैग्नेशियम-सिलिकॉन (Al-Mg-Si) एल्यूमिनियम एलोय से बने होते हैं। इन सामग्रियों को उनकी विद्युत चालकता, यांत्रिक गुण, और लागत-कुशलता के लिए चुना जाता है, जिससे वे स्विचगियर प्रणालियों में विद्युत शक्ति के कुशल वितरण के लिए उपयुक्त होते हैं।

गंभीर बसबार की मुख्य विशेषताएँ

• भौतिक आयाम: ट्यूबुलर चालकों के लिए, व्यास एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है, जबकि ड्रेडेड-वायर चालकों के लिए, क्रॉस-सेक्शन क्षेत्र प्राथमिक महत्व का होता है। ये आयाम बसबार की धारा-वहन क्षमता और विद्युत प्रतिरोध पर अमूर्त रूप से प्रभाव डालते हैं। एक बड़ा व्यास या क्रॉस-सेक्शन निम्न नुकसानों के साथ उच्च धाराओं का प्रसार संभव बनाता है।

• यांत्रिक गुण: गंभीर बसबारों को ऑपरेशन के दौरान विभिन्न बलों का सामना करने के लिए पर्याप्त यांत्रिक शक्ति होनी चाहिए। मुख्य यांत्रिक पैरामीटर टेंशनल स्ट्रेंथ (फैलाव के विरोध की क्षमता), कंप्रेशनल स्ट्रेंथ (दबाव के विरोध), बेंडिंग स्ट्रेंथ (मोड़ने वाले बलों का विरोध), और बकलिंग स्ट्रेंथ (संपीड़न लोड के तहत विकृति का विरोध) शामिल हैं। इसके अलावा, प्रतिरोध और जड़ता के आघूर्ण यांत्रिक तनावों पर बसबार की प्रतिक्रिया समझने के लिए आवश्यक हैं, जिससे इसकी संरचनात्मक पूर्णता समय के साथ सुनिश्चित की जाती है।

• निर्धारित धारा: बसबार की निर्धारित धारा इस बात को दर्शाती है कि यह अत्यधिक गर्मी या इसके प्रदर्शन की अवनति के बिना सुरक्षित रूप से कितनी निरंतर धारा वहन कर सकती है। यह मान ऐसे कारकों पर आधारित होता है जैसे सामग्री के गुण, क्रॉस-सेक्शन क्षेत्र, और वातावरणीय ऑपरेटिंग स्थितियाँ। एक उचित निर्धारित धारा वाले बसबार का चयन विद्युत प्रणाली में अतिताप और संभावित विफलताओं से बचने के लिए आवश्यक है।

यह महत्वपूर्ण है कि ध्यान दिया जाए कि क्योंकि गंभीर बसबार अनिसोलेटेड होते हैं, इन्सुलेटेड चालकों के मामले में निर्धारित वोल्टेज की अवधारणा उसी तरह लागू नहीं होती है। बसबार को उपकरण टर्मिनलों से जोड़ने के लिए विशेष कनेक्टरों का उपयोग किया जाना चाहिए। आकृति 3 में दिखाए गए इन कनेक्टरों से एक सुरक्षित, कम प्रतिरोध वाला विद्युत कनेक्शन सुनिश्चित होता है, जिससे बसबार और स्विचगियर प्रणाली के अन्य घटकों के बीच विद्युत शक्ति का विश्वसनीय स्थानांतरण संभव होता है।

बसबार कनेक्शन और इन्सुलेटेड बसबार प्रणालियाँ

बसबार कनेक्शन

बसबारों के बीच कनेक्शन बनाने के लिए, कनेक्टरों का चयन बहुत महत्वपूर्ण है और यह जोड़े जा रहे बसबारों की सामग्रियों पर निर्भर करता है। तांबे-से-तांबे कनेक्शन के लिए, ब्रोंज कनेक्टर आमतौर पर उपयोग किए जाते हैं। ये कनेक्टर उत्कृष्ट विद्युत चालकता और यांत्रिक शक्ति प्रदान करते हैं, जिससे एक विश्वसनीय कनेक्शन सुनिश्चित होता है। एल्यूमिनियम-से-एल्यूमिनियम कनेक्शन के लिए, एल्यूमिनियम एलोय कनेक्टर आदर्श विकल्प हैं। ये विशेष रूप से एल्यूमिनियम बसबारों के गुणों के साथ मेल खाते हैं, जिससे एक सुरक्षित और स्थिर कनेक्शन प्रदान किया जाता है, साथ ही जलन की संभावना को कम किया जाता है।

तांबे-से-एल्यूमिनियम कनेक्शन के मामले में, बाइ-मेटालिक कनेक्टर आवश्यक होते हैं। ये कनेक्टरों का उपयोग करना आवश्यक है ताकि दो अलग-अलग धातुओं के संपर्क में आने पर जलन को रोका जा सके, जो वायु में आर्द्रता (जैसे आर्द्रता) के उपस्थिति में विद्युत लेक के कारण हो सकती है। तांबे और एल्यूमिनियम के बीच का विद्युत लेक धीरे-धीरे कनेक्शन को विघटित कर सकता है, जिससे विद्युत विफलताएँ हो सकती हैं। बाइ-मेटालिक कनेक्टर इस मुद्दे को दूर करने के लिए डिजाइन किए गए हैं, जिससे तांबे और एल्यूमिनियम बसबारों के बीच एक लंबे समय तक विश्वसनीय कनेक्शन सुनिश्चित होता है।

इन्सुलेटेड बसबार और ट्रंकिंग प्रणालियाँ

आंतरिक मध्य-वोल्टेज (MV) और निम्न-वोल्टेज (LV) स्थापनाओं में, जहाँ उच्च धाराएँ शामिल होती हैं और जगह की कमी होती है, इन्सुलेटेड बसबार और ट्रंकिंग प्रणालियों का उपयोग अक्सर किया जाता है। इन सेटअप में, बसबारों को धातु के आवरणों के भीतर बंद किया जाता है, जो यांत्रिक सुरक्षा और विद्युत इन्सुलेशन के दोनों कार्यों को पूरा करते हैं। ये आवरण बसबारों को दुर्घटनाजनक प्रभावों या विदेशी वस्तुओं के संपर्क से सुरक्षित करते हैं, और विद्युत झटकों से बचाने के लिए जीवंत चालकों को आसपास के वातावरण से अलग करते हैं।

हालाँकि, यह आवरण एक ट्रेड-ऑफ लाता है। आवरण की उपस्थिति बसबारों की गर्मी विसरण को कम करती है। यह बसबारों के चारों ओर शीतलन हवा के प्रवाह को सीमित करता है और विकिरण नुकसान, जो धारा प्रवाह के दौरान उत्पन्न होने वाली गर्मी को विसरित करने के लिए महत्वपूर्ण है, को कम करता है। इस परिणामस्वरूप, आवरणों के भीतर की बसबारों की धारा रेटिंग अक्सर खुले हवा में रखी गई बसबारों की तुलना में बहुत कम होती है।

इस मुद्दे को समाधान करने और धारा-वहन क्षमता की कमी को न्यूनतम रखने के लिए, वेंटिलेटेड आवरणों का उपयोग किया जा सकता है। ये आवरण खिड़कियों या वेंट्स के साथ डिजाइन किए गए होते हैं, जो बेहतर हवा के प्रवाह की अनुमति देते हैं, जिससे अधिक कुशल गर्मी विसरण होता है। यह उच्च धारा रेटिंग को बनाए रखने में मदद करता है, जबकि अभी भी आवश्यक यांत्रिक सुरक्षा और इन्सुलेशन प्रदान करता है।

आकृति 4 एक बंद बसबार का एक दृश्य उदाहरण प्रदान करती है, जो इस प्रणाली के सामान्य रचना और रूप को दिखाती है और आंतरिक विद्युत स्थापनाओं की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए आवरण और बसबार की एकीकरण को उजागर करती है।

अलग-अलग बसबार और ट्रंकिंग प्रणालियाँ

अलग-अलग बसबार

अलग-अलग बसबार आमतौर पर तांबे या एल्यूमिनियम की फ्लैट बार से बनाए जाते हैं। प्रत्येक फेज या पोल के लिए बारों की संख्या उनको वहन करने की आवश्यकता होने वाली धारा के परिमाण पर निर्भर करती है। इस सेटअप में, प्रत्येक व्यक्तिगत फेज या पोल एक अलग-अलग पृथक ग्राउंड किया गया आवरण में बंद किया जाता है। इस आवरण के छोरों को एक बार द्वारा जोड़ा जाता है, जो पूर्ण शॉर्ट-सर्किट धारा के लिए रेटिंग किया जाता है।

आवरण का प्राथमिक कार्य फेज-से-फेज शॉर्ट-सर्किट धाराओं को रोकना है। इसके अलावा, यह चुंबकीय क्षेत्रों से संबंधित एक महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करता है। जब धारा चालकों के माध्यम से प्रवाहित होती है, तो यह मजबूत चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है। हालाँकि, एक बराबर और विपरीत धारा आवरण या आवरण में प्रेरित होती है, जो लगभग पूरी तरह से इन चुंबकीय क्षेत्रों को रद्द कर देती है। यह चुंबकीय क्षेत्रों की रद्दीकरण विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों पर अवांछित प्रभावों को कम करने में मदद करती है।

अलग-अलग बसबारों के लिए आमतौर पर इन्सुलेटिंग सामग्रियों का उपयोग हवा और सल्फर हेक्साफ्लोराइड (SF6) का किया जाता है। हवा एक आसान रूप से उपलब्ध और कुशल विकल्प है, जबकि SF6 उच्च स्तर की इन्सुलेशन और विद्युत प्रदर्शन की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।

ट्रंकिंग प्रणालियाँ

निम्न-वोल्टेज (LV) स्थापनाओं में, शक्ति वितरण, विभिन्न उपकरणों को विद्युत प्रदान करना, और स्विचबोर्डों के बीच या स्