Johdot ja yhdistimet HV ja EHV-asennuksissa

Mikä on sähköinen busbar?

Sähköinen busbar on johtaja tai johtajien sarja, joka on suunniteltu keräämään sähköenergiaa saapuville syötteille ja jakamaan sitä lähteville syötteille. Toiminnallisesti se toimii kohtana, jossa sisääntulevat ja ulosmenevät sähköt välittyvät, toimien keskusyksikkönä energian kokoamiseen ja jakamiseen.

Ulkoinen busbar-asennus

Korkean jännitteen (KV), erittäin korkean jännitteen (EHV) ja ulkoisen keskijännitteen (MV) järjestelmissä käytetään yleensä paljaita busbareja ja kytkentäosia, joissa johtajat ovat putkilomuotoisia tai ristiriippuisia:

• Putkilomuotoiset busbarit: Nämä tuetaan pylväsisolatorilla (yleensä keramiikka), tarjoten korkeaa mekaanista vahvuutta ja erinomaista koronarustavuutta.

• Ristiriippuiset busbarit: Nämä kiinnitetään kuolleiden päätepisteiden klemmeilla, mikä tekee niistä ideaalisiaksi asennukselle, jossa vaaditaan suuria venymävaroja.

(Yllä mainituista kokoonpanoista on esimerkkejä kuvissa 1 ja 2.)

Busbarit kytkentälaitteiden asennuksessa

Kytkentälaitteiden busbarit valmistetaan yleensä kuparista, alumiinista tai alumiinin alluyhdisteistä (esim. Al-Mg-Si-sarja), ja paljaiden busbareiden avainpiirteitä ovat:

• Geometriset parametrit

• Putkilomuotoiset johtajat: Ulkopuolinen halkaisija ja seinän paksuus

• Ristiriippuiset johtajat: Nominellinen poikkileikka-alue

• Mekaaniset ominaisuudet

• Venymis-/puristus-/taipumisvahvuus

• Tukivaurioresistenssi

• Osan modulus ja inertiamomentti

• Sähkövirtaylitys

• Arvostettu virta: Määritetään materiaalin vastuskyvyn ja lämpökuormituksen perusteella. Koska paljat johtajat luottavat ilman eristykseen, arvostettu jännite ei ole ensiarvoisen tärkeä valintakriteeri.

Busbar-yhteyden teknologia

Erityiset kytkimet ovat olennaisia busbareiden kytkemiseksi laitteisiin, kuten kuvassa 3. Yleisiä konfiguraatioita ovat:

• Polttoasemat: Kiinteät liitokset, jotka kiinnitetään torquen kontrolloiduilla ruuvilla, vaativat kontaktiresistanssin hallintaa ylikuumenemisen estämiseksi

• Laajenemisyhdyskohdat: Korvaavat lämpölaajenemisen, lievittäen rakenteellisia stressikeskittymiä

• Siirtymäterminals: Ratkaisevat erilaisia materiaaleja (esim. kupari-alumiini-rajapinnat) aiheuttavan elektrokemiallisen korroosion

Yhteyden suunnittelun on noudatettava:

• Yhteyden pinta-ala standardit lämpötilan nousulle (esim. IEC 61439)

• Materiaalien yhteensopivuuden käsittelyt (esim. tinan peittäminen kupari-alumiini-muodostuksissa)

• Mekaaninen vakaus lyhytsirkutuksen sähködynaamisten voimien alla

Insinöörimääritykset

Keskijännite-/korkeajännite-kytkentälaitteiden busbar-järjestelmät vaativat integroitua suunnittelua:

• Lämpöhallinta: Optimoidtu ilmanvaihto tai pakotettu jähdytys lämpötilan nousun hallitsemiseksi

• Dynaaminen vakaus: Rakenteellinen eheyys lyhytsirkutuksen sähködynaamisten voimien alla

• Ympäristönsuojelu: IP3X tai korkeampi sisäänkäyntisuojitus, joka vastaa toiminto-oloja

Nämä toimenpiteet yhdessä varmistavat luotettavan sähköenergian siirtämisen ja laitteiden pitkäkestävyyden.

Nämä järjestelmät ovat laajasti käytössä tiedekeskuksissa ja teollisuuslaitoksissa korkean sähkövirran jakamiseen, mahdollistavat joustavan asettelun ja helpon laajentamisen modulaarisella suunnittelulla.
Kupari-kupari-yhteyksissä käytetään pronssikytkimiä; alumiini-alumiini-yhteyksissä alumiinialloytetyjä kytkimiä; ja kupari-alumiini-yhteyksissä kaksimetallisia kytkimiä on käytettävä estääksemme elektrokemiallisen korroosion.
Erillistetty busbarit & johtopolut
Sisäisissä keskijännite- (MV) ja alijännite- (LV) asennuksissa, erityisesti silloin kun korkeat sähkövirrat ja rajallinen tila kohtaavat, busbarit usein suljetut metalliset kotelot mekaanisen suojan ja eristyksen saavuttamiseksi.Tämä suunnitelma vähentää busbarin lämpövientiä rajoitetun ilmanvaihdon ja säteilysuoritusten vuoksi, mikä johtaa siihen, että sähkövirrat ovat huomattavasti alhaisempia kuin ilma-asennuksissa. Ventiloitujen koteloiden avulla voidaan minimoida sähkövirran alentuminen.

Teknisten yksityiskohtien analyysi

• Elektrokemiallinen suoja eri materiaalien yhteyksille

• Kupari-kupari-liitokset: Pronssikytkimet (tinpronssi tai alumiinipronssi) parantavat yhteyden luotettavuutta vahvistamalla liuosten vahvuutta, estäen puhtaan kuparin puristumisen.

• Alumiini-alumiini-liitokset: 6061-T6 alumiinialloytetyt kytkimet käsitellään ikääntyneenä, varmistaen oksidiverkon vakauden.

• Kupari-alumiini-muodostumat: Kaksimetalliset kytkimet käyttävät räjähtävää hitausta tai kastimista (esim. kupari-alumiinikompositpatjat) estääksemme elektrokemiallisen korroosion polkuja.

• Lämpöhallinnan haasteet suljetuissa busbareissa
  Lämpövastuusanalyysi: Kotelot muodostamat ilmakappaleet vähentävät lämmönjohtavuutta 30%-50%.
  Kompensointiratkaisut:
  

• Pakotettu ilmanvaihto: Sisäiset tuuletinlisäykset lisäävät sähkövirran kuljetuskykyä 20%-30%.

• Kotelon jähdytysripset: Parannettu pinta-ala luonnollisen konvektion kannalta.

• Korkea lämmönjohtavuuden eristyksen: Silikonirubberiä käytetään lämmönvastuuden vähentämiseen.

• Insinöörimääritykset
  

• Suojaluokka: Yleensä IP54 sisäisissä olosuhteissa, päivitetty IP65 kosteissa olosuhteissa.

• Lyhytsirkuksen kestävyys: Vastaavat IEC 61439:n dynaamisia ja lämpösuuntaisia vaatimuksia.

• Laajenemiskompensaatio: Laajenemisyhdyskohdat joka 30-50 metriä lämpömuodonmuutoksen kompensointiin.

Nämä järjestelmät ovat laajasti käytössä tiedekeskuksissa ja teollisuuslaitoksissa korkean sähkövirran jakamiseen, mahdollistavat joustavan asettelun ja helpon laajentamisen modulaarisella suunnittelulla.

Erillistetty busbarit

Erillistetyt busbarit koostuvat yleensä kupari- tai alumiinilevystä (yksi tai useampi vaihe kuluvaan sähkövirran mukaan), jossa kukin vaihe on suljettu erillisesti maatettuun koteloon. Kotelujen päätepisteet yhdistetään lyhytsirkutuksen arvostetuilla kytkimin, jotka pystyvät kuljettamaan täydet virhetulot.Kotelu pääasiassa estää vaiheiden väliset lyhytsirkutukset. Lisäksi se peruuttaa johtajien sähkövirrasta aiheutuneet magneettikentät: koteluun indusoitu sama ja vastakkainen sähkövirta neutraaloo magneettikentän melkein täysin.Yleisiä eristyksena käytettyjä mediaa ovat ilma ja SF₆.

ALJ-johtopolut

Alijännite-asennuksissa johtopolut tarjoavat kustannustehokkaan ratkaisun sähkövirran jakamiseen, tarjoamalla useita laitteita ja yhdistämällä kytkentälaitteita tai muuntijoita, kuten kuvassa 5.

Johtopolut

Johtopolku on etukäteen asennettu konfiguraatio, jossa levylle muodostetut johtajat (vaihe ja neutraali) sijoitetaan yhteen metalliseen koteloon.Syöttöpolkuissa sähkövirran napautus tapahtuu standardeilla napautusyksiköillä, jotka yhdistävät ennaltamäärätyihin paikkoihin polun pituudessa. Nämä yksiköt mahdollistavat sähkövirran napautuksen yhteensopivien suojalaitteiden kautta.

Edut kaapeleihin verrattuna:

• Kustannustehokkuus & asennuksen tehokkuus

• Kustannustehokkaampi korkean sähkövirran sovelluksissa: Poistaa tarpeen yhdensuuntaisille ydinkappeleille, jotka täyttävät sähkövirran arvostuksen, jännitteen pudotuksen ja laskun vaatimukset.

• Vähentää ylikuumenemisen riskejä: Välttää lämpöpinojen muodostumisen kaapeliryhmien keskellä, joka voi johtaa lyhytsirkutukseen.

• Mekaaninen etulyöntiasema

• Pitkän välimatkan vakaus: Vaatii vähän kiinnityksiä, vähentäen asennusaikaa.

• Poistaa kaapelien tukirakenteet: Minimoi metallityötarpeet.

• Tilajärjestely- & huoltoyöty

• Mahdollistaa sähkövirran muutokset asennuksen jälkeen (polun arvostuksen rajoissa).

• Mahdollistaa jakamispisteiden helpot uudelleensijoittamisen.

• Mahdollistaa järjestelmän laajentamisen.

• Vähentää kytkentälaitteiden lopetuspaikan tarvetta.

• Poistaa kaapelien yhteydet: Vähentää kontaktiresistansseja ja epäonnistumispisteitä.

• Joustava napautusdesign:

• Lisäedut

• Estetiikka näkyvillä alueilla.

• Uudelleenkäyttö: Voit purettua ja siirtää.

• Parannettu palovastuus: Metalliset kotelot sisältävät tulen leviämisen.