Busbars at Connectors sa mga Installation ng HV at EHV

Busbars at Connectors sa Indoor at Outdoor Installations

Ano ang Electric Busbar?

Ang electric busbar ay isang single conductor o grupo ng mga conductor na may layunin na magsilbing punto ng pagkolekta ng electrical power mula sa mga incoming feeders at magdistribute nito sa mga outgoing feeders. Sa esensya, ito ay gumagamit bilang isang mahalagang junction kung saan ang mga current mula sa mga incoming at outgoing feeders ay nagkakaisa, na nagbibigay ng electrical power sa iisang punto sa loob ng isang electrical system. Ang function na ito ay ginagawang mahalaga ang mga busbar para sa pagpapadali ng flow at distribution ng kuryente sa iba't ibang power-related setups.

Busbars para sa Outdoor Installations

Sa high-voltage (HV), extra-high-voltage (EHV) installations, at sa outdoor medium-voltage (MV) installations, karaniwang ginagamit ang mga 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 tipikal na suportado ng column insulators, na karaniwang gawa sa ceramics. Ang mga insulator na ito ay may mahalagang papel sa pagpapanatili ng electrical isolation sa pagitan ng busbars at ng supporting structure, na sigurado ang ligtas at tama na paggana ng electrical system. Sa kabilang banda, ang mga stranded-wire busbars ay nakafirm sa lugar gamit ang dead-end clamps, na matatag na hawak ang mga wire at pinipigilan ang anumang galaw o pagloob na maaaring maging sanhi ng pagkakalanta ng 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 kanilang mga 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 napili dahil sa kanilang electrical conductivity, mechanical properties, at cost-effectiveness, na nagpapahusay sa kanilang kakayahan na magsilbing efficient na paraan ng pagdistribute ng electrical power sa loob ng switchgear systems.

Pangunahing Katangian 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 nagbibigay ng mas mataas na currents na may mas mababang losses.

• Mechanical Properties: Ang mga bare busbars ay dapat may sapat na mechanical strength upang makatipon sa iba't ibang forces na kinokontrol sa panahon ng operation. Ang key mechanical parameters ay kasama ang tensile strength (ang kakayanan na mapigilan ang stretching), compressive strength (resistance sa squeezing), bending strength (kakayanan na mapigilan ang bending forces), at buckling strength (resistance sa deformation under compressive loads). Kasama rin ang moments of resistance at inertia na mahalaga para sa pag-unawa kung paano ang busbar ay magrerespond sa mechanical stresses, na sigurado ang structural integrity nito sa paglipas ng panahon.

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

Mahalagang tandaan na dahil ang mga bare busbars ay hindi insulated, ang concept ng rated voltage ay hindi applicable sa parehong paraan bilang ito ay ginagawa para sa insulated conductors. Kapag konektado ang mga busbars sa equipment terminals, dapat na gamitin ang specialized connectors. Ang mga connector na ito, tulad ng ipinakita sa Figure 3, ay nagbibigay ng secure, low-resistance electrical connection, na nagpapadali 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 ito ay tungkol sa paggawa ng mga connections sa pagitan ng mga busbars, ang choice ng connectors ay mahalaga at depende sa materials ng mga busbars na ididjoin. Para sa copper-to-copper connections, karaniwang ginagamit ang bronze connectors. Ang mga connector na ito ay nagbibigay ng excellent electrical conductivity at mechanical strength, na nagpapahusay sa reliable connection. Para sa aluminium-to-aluminium connections, ang aluminium alloy connectors ang ideal na choice. Sila ay specifically designed upang tumugon sa properties ng aluminium busbars, na nagbibigay ng secure at stable connection habang mininimize ang risk ng corrosion.

Sa kaso ng copper-to-aluminium connections, ang bi-metallic connectors ay essential. Ang paggamit ng mga connector na ito ay kinakailangan upang mapigilan ang corrosion na maaaring mangyari dahil sa electrolytic effect kapag ang dalawang iba't ibang metals ay nagkaroon ng contact sa presence ng isang electrolyte (tulad ng moisture sa hangin). Ang electrolytic reaction sa pagitan ng copper at aluminium ay maaaring maging sanhi ng degradation ng connection sa paglipas ng panahon, na maaaring maging sanhi ng electrical failures. Ang bi-metallic connectors ay inengineer upang mapigilan ang issue na ito, na nagpapahusay 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 high currents ay involved at ang space ay limitado, karaniwang ginagamit ang insulated busbars at trunking systems. Sa mga setup na ito, ang mga busbars ay nakakubli sa loob ng metallic enclosures, na nagbibigay ng dual purposes ng provision ng mechanical protection at electrical insulation. Ang mga enclosures ay nagpoprotekta sa mga busbars mula sa physical damage, tulad ng accidental impacts o contact sa foreign objects, at nagpaprevent rin ng electrical shocks sa pamamagitan ng pag-isolate ng live conductors mula sa paligid na environment.

Ngunit, ang enclosure na ito ay may trade-off. Ang presence ng enclosure ay nagbabawas ng heat dissipation ng mga busbars. Ito ay nagpaparestrict sa flow ng cooling air sa paligid ng mga busbars at nagbaba ng radiation losses, na mahalaga para sa pagdissipate ng heat na nabuo sa panahon ng current flow. Bilang resulta, ang current ratings ng mga busbars sa loob ng enclosures ay madalas na significantly lower kumpara sa mga busbars na exposed sa free air.

Upang tugunan ang issue na ito at minimize ang reduction sa current-carrying capacity, maaaring gamitin ang ventilated enclosures. Ang mga enclosure na ito ay in-design na may openings o vents na nagbibigay ng mas mahusay na air circulation, na nagpapadali ng mas efficient na heat dissipation. Ito ay tumutulong upang mapanatili ang mas mataas na current ratings habang tinutugunan pa rin ang necessary na 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 nagpapakita kung paano ang enclosure ay integrated sa mga busbars upang tugunan ang requirements ng indoor electrical installations.

Isolated Busbars at Trunking Systems

Isolated Busbars

Ang isolated busbars ay karaniwang constructed gamit ang flat bars ng copper o aluminium. Ang bilang ng bars per phase ay maaaring mag-iba, depende sa magnitude ng current na ito ay required na carry. Sa setup na ito, ang bawat individual phase o pole ay nakakubli sa loob ng separately earthed sheath. Ang dulo ng sheath na ito ay connected sa pamamagitan ng bar na rated para sa full short-circuit current.

Ang primary function ng sheath ay upang mapigilan ang occurrence ng inter-phase short-circuit currents. Bukod dito, ito ay nagbibigay ng important advantage related sa magnetic fields. Kapag ang current ay nag-flow sa mga conductors, ito ay nag-generate ng strong magnetic fields. Ngunit, ang equal at opposite current ay induced sa enclosure o sheath, na halos completely cancels out ang mga magnetic fields. Ang cancellation ng magnetic fields na ito ay tumutulong upang reduce ang electromagnetic interference at minimize ang potential para sa unwanted effects sa nearby electrical at electronic equipment.

Ang 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 nagpapahusay sa applications kung saan ang mas mataas na levels ng insulation at electrical performance ay required.

Trunking Systems

Sa low-voltage (LV) installations, ang isa sa mga cost-effective approach sa power distribution, pati na rin ang pag-supply ng power sa multiple pieces ng equipment at facilitation ng interconnections sa pagitan ng switchboards o sa pagitan ng switchboard at transformer, ay ang paggamit ng trunking system. Tulad ng ipinakita sa Figure 5, ang trunking systems ay nagbibigay ng structured at efficient way sa routing ng electrical conductors, na nagpoprotekta sa kanila 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 nakakubli 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 nakuha sa pamamagitan ng paggamit ng tap-off units. Ang mga unit na ito ay connected sa specific, predefined locations sa busbar trunking. Ito ay nagbibigay 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 nagpapahusay ng electrical power na maaaring distributed precisely 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 implement 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 ay madalas na nangangailangan ng multiple cables upang tugunan ang voltage drop at voltage dip specifications. Ito ay hindi lamang nagpapataas ng complexity at cost ng cable installation, kundi nagpapataas rin ng risk ng overheating sa pagitan ng cables, na maaaring maging sanhi ng short circuits. Sa kabilang banda, ang trunking systems ay nagbibigay ng mas efficient at reliable solution para sa high-current power distribution.

• Mechanical Strength at Installation Efficiency: Sila ay nagpapakita ng superior mechanical strength sa mahabang distansya na may minimal need para sa fixings. Ang characteristic na ito ay significantly nagbabawas ng installation times, dahil mas kaunti ang mga support at fasteners na kailangan kumpara sa cable runs. Ang robustness ng trunking systems ay nagpapahusay din ng durability at reliability sa panahon ng operation.

• Space-saving at Simplified Design: Ang trunking systems ay nag-eeliminate ng need para sa multiple cable runs kasama ang kanilang associated supporting metalwork, na simplifying ang overall electrical infrastructure. Ang reduction sa complexity na ito ay hindi lamang nagpapataas ng space, kundi nagpapadali rin ng system management at maintenance.

• Reduced Termination Requirements: Sila ay nangangailangan ng mas kaunting termination space sa loob ng switchboards. Ang advantage na ito ay espesyal na mahalaga, lalo na sa switchboard designs kung saan ang space ay limitado, na nagpapahusay ng mas 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 nawawala. Ito ay hindi lamang nagpapababa ng labor costs, kundi nagpapababa rin ng potential para sa errors na associated sa cable joining, na nagpapahusay ng overall quality at reliability ng electrical installation.

• Flexibility in 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 nagpapahusay ng easy reconfiguration ng electrical system upang accommodate new loads o changes sa load demands, na nagpapahusay ng trunking systems sa highly adaptable sa evolving electrical needs.

• Ease of Repositioning and Extension: Ang repositioning ng distribution outlets ay straightforward process sa trunking systems. Bukod dito, ang system ay maaaring easily extended bilang ang electrical requirements ng isang facility ay lumalaki, na nagbibigay ng scalable solution para sa power distribution.

• Aesthetic Appeal: Sa areas kung saan ang electrical system ay visible, ang trunking systems ay nagbibigay ng aesthetically pleasing appearance kumpara sa bundles ng cables. Ang sleek at uniform design nito ay nagpapahusay ng visual appeal ng isang building's interior, na nagpapahusay ng preferred choice sa commercial at public spaces.

• Reusability: Ang busbar trunking systems ay maaaring dismantled at reused sa iba pang areas, na nagbibigay ng cost-effective solution para sa facilities na undergoing renovation o expansion. Ang reusability factor na ito ay hindi lamang nagpapababa ng waste, kundi nagbibigay din ng significant savings sa terms ng material at installation costs.

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