हाइ वोल्टेज और एक्स्ट्रा हाइ वोल्टेज संस्थापनों में बसबार और कनेक्टर

विद्युत बसबार क्या है?

विद्युत बसबार एक चालक या चालकों का सेट होता है जो आने वाले फीडर से विद्युत शक्ति को इकट्ठा करने और जाने वाले फीडर में वितरित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। कार्यात्मक रूप से, यह उस जंक्शन का काम करता है जहाँ आने वाली और जाने वाली धाराएँ एकत्रित होती हैं, शक्ति के एकीकरण और वितरण के लिए एक केंद्रीय हब के रूप में कार्य करता है।

बाहरी बसबार इनस्टॉलेशन

उच्च-वोल्टेज (HV), अत्यधिक-उच्च-वोल्टेज (EHV) और बाहरी मध्य-वोल्टेज (MV) प्रणालियों में, जंगली बसबार और कनेक्टर आमतौर पर उपयोग किए जाते हैं, जिनमें चालक ट्यूबुलर या डंडेदार तार के रूप में उपलब्ध होते हैं:

• ट्यूबुलर बसबार: ये स्तंभ इन्सुलेटर (आमतौर पर सिरामिक) द्वारा समर्थित होते हैं, जो उच्च यांत्रिक ताकत और उत्तम कोरोना प्रतिरोध देते हैं।

• डंडेदार-तार बसबार: ये डेड-एंड क्लैंप्स से सुरक्षित होते हैं, बड़े-स्पैन लचीलेपन की आवश्यकता वाले इन्स्टॉलेशन के लिए आदर्श हैं।

(उपरोक्त विन्यासों के उदाहरण चित्र 1 और 2 में दिखाए गए हैं।)

स्विचगियर इनस्टॉलेशन के लिए बसबार

स्विचगियर बसबार आमतौर पर तांबे, एल्यूमिनियम या एल्यूमिनियम एलोय (जैसे, Al-Mg-Si श्रृंखला) से बनाए जाते हैं, जिनके नंगे बसबार के मुख्य विशेषताएँ निम्नलिखित हैं:

• ज्यामितीय पैरामीटर

• ट्यूबुलर चालक: बाहरी व्यास और दीवार की मोटाई

• डंडेदार तार: नाममात्री अनुप्रस्थ क्षेत्रफल

• यांत्रिक गुण

• तनाव/संपीडन/झुकाव ताकत

• बकलिंग प्रतिरोध

• सेक्शन मोड्यूलस और जड़ता क्षण

• धारा-वहन क्षमता

• अनुमानित धारा: सामग्री की प्रतिरोधकता और ऊष्मा निकासी की स्थितियों द्वारा निर्धारित।चूंकि नंगे चालक वायु इन्सुलेशन पर निर्भर करते हैं, अनुमानित वोल्टेज प्राथमिक चयन मानदंड नहीं है।

बसबार कनेक्शन टेक्नोलॉजी

बसबार को उपकरणों से टर्मिनेट करने के लिए विशेष कनेक्टर आवश्यक होते हैं, जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है। आम विन्यास निम्नलिखित हैं:

• बोल्टेड कनेक्शन: टोक्यू-नियंत्रित बोल्टों द्वारा सुरक्षित दृढ़ जंक्शन, जिसमें संपर्क प्रतिरोध प्रबंधन की आवश्यकता होती है ताकि अतिताप से बचा जा सके

• विस्तार जंक्शन: थर्मल विस्तार का समायोजन करते हैं, संरचनात्मक तनाव संकेंद्रण को कम करते हैं

• ट्रांजिशन टर्मिनल: विषम सामग्रियों (जैसे, तांबे-एल्यूमिनियम इंटरफेस) के बीच विद्युत-रासायनिक घातक को संबोधित करते हैं

कनेक्शन डिज़ाइन निम्नलिखित के अनुसार होना चाहिए:

• तापमान वृद्धि के लिए संपर्क क्षेत्र मानक (जैसे, IEC 61439)

• सामग्री संगतता उपचार (जैसे, तांबे-एल्यूमिनियम ट्रांजिशन के लिए टिन-प्लेटिंग)

• छोटे-सर्किट इलेक्ट्रो-डाइनामिक बल के तहत यांत्रिक स्थिरता

इंजीनियरिंग विचार

मध्य/उच्च-वोल्टेज स्विचगियर बसबार प्रणालियों के लिए निम्नलिखित के लिए एकीकृत डिज़ाइन की आवश्यकता होती है:

• थर्मल प्रबंधन: तापमान वृद्धि को नियंत्रित करने के लिए ऑप्टीमाइज़ किया गया वायु संवहन या बलपूर्वक शीतलन

• डाइनामिक स्थिरता: छोटे-सर्किट इलेक्ट्रो-डाइनामिक बल के तहत संरचनात्मक अखंडता

• पर्यावरणीय संरक्षण: IP3X या उच्च इनग्रेशन संरक्षण, ऑपरेशनल वातावरणों के साथ मेल खाता है

ये उपाय संयुक्त रूप से विश्वसनीय शक्ति प्रसार और उपकरणों की सेवा जीवन को बढ़ाने में मदद करते हैं।

डेटा सेंटर्स और औद्योगिक प्लांट्स में उच्च-धारा शक्ति वितरण के लिए व्यापक रूप से इस्तेमाल किए जाने वाले ये प्रणालियाँ मॉड्यूलर डिज़ाइन के माध्यम से लचीले व्यवस्थापन और आसान विस्तार की सुविधा प्रदान करती हैं।
तांबे-तांबे कनेक्शन के लिए, ब्रांज कनेक्टर उपयोग किए जाते हैं; एल्यूमिनियम-एल्यूमिनियम कनेक्शन के लिए, एल्यूमिनियम एलोय कनेक्टर लागू किए जाने चाहिए; और तांबे-एल्यूमिनियम कनेक्शन के लिए, बाय-मेटालिक कनेक्टर आवश्यक हैं ताकि विद्युत-रासायनिक प्रभावों से घातक को रोका जा सके।
इन्सुलेटेड बसबार & ट्रंकिंग प्रणाली
भीतरी मध्य-वोल्टेज (MV) और निम्न-वोल्टेज (LV) इनस्टॉलेशनों—विशेष रूप से जहाँ उच्च धारा और सीमित स्थान दोनों विद्यमान हैं—बसबार आमतौर पर यांत्रिक संरक्षण और इन्सुलेशन के लिए धातु के केसिंग में बंद किए जाते हैं।यह डिज़ाइन वायु प्रवाह और रेडिएशन नुकसान के द्वारा बसबार गर्मी निकासी को कम करता है, जिसके परिणामस्वरूप फ्री-एयर इनस्टॉलेशन की तुलना में धारा रेटिंग बहुत कम होती है। वेंटिलेटेड एन्क्लोजर्स का उपयोग धारा डेरेटिंग को न्यूनतम करने के लिए किया जा सकता है।

तकनीकी विवरण विश्लेषण

• विभिन्न सामग्री कनेक्शन के लिए विद्युत-रासायनिक संरक्षण

• तांबे-तांबे जंक्शन: ब्रांज कनेक्टर (टिन ब्रांज या एल्यूमिनियम ब्रांज) सोलिड सोल्यूशन स्ट्रेंथनिंग के माध्यम से संपर्क विश्वसनीयता में सुधार करते हैं, शुद्ध तांबे की क्रीप रिलैक्सेशन को रोकते हैं।

• एल्यूमिनियम-एल्यूमिनियम जंक्शन: 6061-T6 एल्यूमिनियम एलोय कनेक्टर ऑक्साइड फिल्म की स्थिरता को सुनिश्चित करने के लिए एजिंग ट्रीटमेंट से गुजरते हैं।

• तांबे-एल्यूमिनियम ट्रांजिशन: बाय-मेटालिक कनेक्टर विद्युत-रासायनिक घातक पथों को रोकने के लिए एक्सप्लोसिव वेल्डिंग या ब्रेजिंग (जैसे, तांबे-एल्यूमिनियम कंपोजिट बार) का उपयोग करते हैं।

• बंद बसबार में थर्मल प्रबंधन की चुनौतियाँ
  थर्मल प्रतिरोध विश्लेषण: एन्क्लोजर्स द्वारा बनाए गए वायु अंतर 30%-50% तक थर्मल चालकता को कम करते हैं।
  समाधान:
  

• बलपूर्वक वायु शीतलन: आंतरिक पंख 20%-30% तक धारा-वहन क्षमता को बढ़ाते हैं।

• एन्क्लोजर कूलिंग फिन्स: प्राकृतिक संवहन के लिए बढ़ी हुई सतह क्षेत्र।

• उच्च थर्मल चालकता इन्सुलेशन: थर्मल प्रतिरोध को कम करने के लिए सिलिकॉन रबर कोटिंग।

• इंजीनियरिंग एप्लिकेशन स्पेसिफिकेशन
  

• संरक्षण वर्ग: आमतौर पर भीतरी वातावरण के लिए IP54, आर्द्र शर्तों में IP65 तक अपग्रेड किया जाता है।

• छोटे-सर्किट टोलरेंस: IEC 61439 डाइनामिक और थर्मल स्थिरता आवश्यकताओं के अनुसार।

• विस्तार संपीडन: थर्मल विकृति को समायोजित करने के लिए 30-50 मीटर पर एक विस्तार जंक्शन।

डेटा सेंटर्स और औद्योगिक प्लांट्स में उच्च-धारा शक्ति वितरण के लिए व्यापक रूप से इस्तेमाल किए जाने वाले ये प्रणालियाँ मॉड्यूलर डिज़ाइन के माध्यम से लचीले व्यवस्थापन और आसान विस्तार की सुविधा प्रदान करती हैं।

अलग-अलग बसबार

अलग-अलग बसबार आमतौर पर तांबे या एल्यूमिनियम फ्लैट बार (प्रत्येक फेज के लिए एक या अधिक, धारा की आवश्यकताओं के अनुसार आकारित) से बनते हैं, जिनमें प्रत्येक फेज अलग-अलग ग्राउंड किया गया शीथ में बंद होता है। शीथ के अंत छोटे-सर्किट रेटिंग बारों द्वारा जोड़े जाते हैं, जो पूरी दोष धारा को वहन करने की क्षमता रखते हैं।शीथ मुख्य रूप से फेज-बीच छोटे-सर्किट को रोकता है। इसके अलावा, यह चालक धाराओं द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्रों को रद्द करता है: शीथ में उत्पन्न बराबर और विपरीत धारा लगभग पूरी तरह से विद्युत-चुंबकीय क्षेत्र को निरक्षर कर देती है।सामान्य इन्सुलेटिंग मीडिया वायु और SF₆ हैं।

LV बसबार ट्रंकिंग प्रणाली

निम्न-वोल्टेज इनस्टॉलेशन में, बसबार ट्रंकिंग प्रणालियाँ शक्ति वितरण के लिए लागत-कुशल समाधान प्रदान करती हैं, जो एक से अधिक उपकरणों को आपूर्