Busbar dan Konektor dalam Instalasi Tegangan Tinggi dan Sangat Tinggi

Apa itu Busbar Listrik?

Busbar listrik adalah konduktor atau set konduktor yang dirancang untuk mengumpulkan daya listrik dari feeder masuk dan mendistribusikannya ke feeder keluar. Secara fungsional, busbar berfungsi sebagai persimpangan di mana arus masuk dan arus keluar bertemu, bertindak sebagai pusat utama untuk agregasi dan distribusi daya.

Pemasangan Busbar Outdoor

Dalam sistem tegangan tinggi (HV), sangat tinggi (EHV), dan menengah outdoor (MV), biasanya digunakan busbar dan konektor tanpa pelindung, dengan konduktor tersedia dalam konfigurasi tabung atau kawat stranded:

• Busbar Tabung: Didukung oleh insulator tiang (biasanya keramik), menawarkan kekuatan mekanis tinggi dan ketahanan corona yang superior.

• Busbar Kawat Stranded: Dikunci dengan clem dead-end, ideal untuk pemasangan yang membutuhkan fleksibilitas rentang besar.

(Contoh konfigurasi di atas ditunjukkan pada Gambar 1 dan 2.)

Busbar untuk Pemasangan Switchgear

Busbar switchgear biasanya dibuat dari tembaga, aluminium, atau paduan aluminium (misalnya, seri Al-Mg-Si), dengan karakteristik utama busbar tanpa pelindung termasuk:

• Parameter Geometris

• Konduktor tabung: Diameter luar dan ketebalan dinding

• Kawat stranded: Luas penampang nominal

• Sifat Mekanis

• Kekuatan tarik/kompresi/lengkung

• Ketahanan buckling

• Modulus penampang dan momen inersia

• Kapasitas Arus

• Arus nominal: Ditentukan oleh resistivitas material dan kondisi pembuangan panas.Karena konduktor tanpa pelindung bergantung pada isolasi udara, tegangan nominal bukan merupakan kriteria seleksi utama.

Teknologi Koneksi Busbar

Konektor khusus penting untuk menghubungkan busbar ke peralatan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3. Konfigurasi umum termasuk:

• Koneksi baut: Sambungan rigid yang dikencangkan dengan baut kontrol torsi, memerlukan manajemen resistansi kontak untuk mencegah panas berlebih

• Sambungan ekspansi: Mengkompensasi ekspansi termal, mengurangi konsentrasi stres struktural

• Terminal transisi: Menangani korosi elektrokimia antara material yang berbeda (misalnya, antarmuka tembaga-aluminium)

Desain koneksi harus sesuai dengan:

• Standar area kontak untuk kenaikan suhu (misalnya, IEC 61439)

• Perlakuan kompatibilitas material (misalnya, pelapisan timah untuk transisi tembaga-aluminium)

• Stabilitas mekanis di bawah gaya elektrodinamis arus pendek

Pertimbangan Teknikal

Sistem busbar switchgear tegangan menengah/tinggi memerlukan desain terintegrasi untuk:

• Manajemen termal: Konveksi udara yang dioptimalkan atau pendinginan paksa untuk mengontrol kenaikan suhu

• Stabilitas dinamis: Integritas struktural di bawah gaya elektrodinamis arus pendek

• Perlindungan lingkungan: Perlindungan intrusi IP3X atau lebih tinggi yang sesuai dengan lingkungan operasional

Tindakan ini secara kolektif memastikan transmisi daya yang andal dan masa layanan peralatan yang diperpanjang.

Widely used in data centers and industrial plants for high-current power distribution, these systems enable flexible layout and easy expansion through modular design.
Untuk sambungan tembaga-tembaga, digunakan konektor perunggu; untuk sambungan aluminium-aluminium, sebaiknya digunakan konektor paduan aluminium; dan untuk sambungan tembaga-aluminium, wajib menggunakan konektor bi-logam untuk mencegah korosi akibat efek elektrolit.
Busbar Terisolasi & Sistem Trunking
Dalam pemasangan indoor tegangan menengah (MV) dan rendah (LV)—terutama di mana arus tinggi dan ruang terbatas bersama-sama—busbar sering diselubungi dalam casing logam untuk perlindungan mekanis dan isolasi.Desain ini mengurangi pembuangan panas busbar karena aliran udara yang terbatas dan hilangnya radiasi, menghasilkan penilaian arus yang signifikan lebih rendah daripada pemasangan bebas udara. Enklosur ventilasi dapat digunakan untuk meminimalkan penurunan arus.

Analisis Detail Teknis

• Perlindungan Elektrokimia untuk Sambungan Material Berbeda

• Sambungan tembaga-tembaga: Konektor perunggu (perunggu timah atau perunggu aluminium) meningkatkan keandalan kontak melalui penguatan solusi padat, mencegah relaksasi creep tembaga murni.

• Sambungan aluminium-aluminium: Konektor paduan aluminium 6061-T6 menjalani perlakuan aging untuk memastikan stabilitas film oksida.

• Transisi tembaga-aluminium: Konektor bi-logam menggunakan penyambungan ledakan atau las (misalnya, batang komposit tembaga-aluminium) untuk memblokir jalur korosi elektrokimia.

• Tantangan Manajemen Termal pada Busbar Tertutup
  Analisis hambatan termal: Celah udara yang dibentuk oleh enklosur mengurangi konduktivitas termal sebesar 30%-50%.
  Solusi kompensasi:
  

• Pendinginan paksa udara: Kipas internal meningkatkan kapasitas arus sebesar 20%-30%.

• Sirip pendingin enklosur: Luas permukaan yang ditingkatkan untuk konveksi alami.

• Isolasi konduktivitas termal tinggi: Lapisan karet silikon untuk mengurangi hambatan termal.

• Spesifikasi Aplikasi Teknikal
  

• Kelas perlindungan: Biasanya IP54 untuk lingkungan indoor, ditingkatkan menjadi IP65 dalam kondisi lembab.

• Tahanan arus pendek: Sesuai dengan persyaratan stabilitas dinamis dan termal IEC 61439.

• Kompensasi ekspansi: Sambungan ekspansi setiap 30-50 meter untuk mengakomodasi deformasi termal.

Widely used in data centers and industrial plants for high-current power distribution, these systems enable flexible layout and easy expansion through modular design.

Busbar Terisolasi

Busbar terisolasi biasanya terdiri dari batang datar tembaga atau aluminium (satu atau lebih per fase, ukuran sesuai dengan kebutuhan arus), dengan setiap fase diselubungi dalam selubung yang dipisahkan dan di-ground. Ujung-ujung selubung dihubungkan oleh bar dengan penilaian arus pendek yang mampu membawa arus kesalahan penuh.Selubung utamanya mencegah hubungan singkat antar fase. Selain itu, ia meniadakan medan magnet yang dihasilkan oleh arus konduktor: arus yang sama dan berlawanan yang diinduksi dalam selubung menetralkan medan elektromagnetik hampir sepenuhnya.Media isolasi umum termasuk udara dan SF₆.

Sistem Trunking Busbar LV

Dalam pemasangan tegangan rendah, sistem trunking busbar menawarkan solusi hemat biaya untuk distribusi daya, mensuplai beberapa perangkat dan menghubungkan panel switchboard atau trafo, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5.

Sistem Trunking Busbar

Sistem trunking busbar adalah konfigurasi pra-rakit yang menyimpan konduktor batang datar (fase dan netral) dalam satu enklosur logam.Dalam sistem trunking feeder, pengambilan daya dicapai melalui unit tap-off standar, yang terhubung pada posisi yang telah ditentukan sepanjang trunking. Unit-unit ini memungkinkan ekstraksi daya melalui perangkat pelindung yang kompatibel.

Keunggulan dibanding Sistem Kabel:

• Hemat Biaya & Efisiensi Pemasangan

• Lebih ekonomis untuk aplikasi arus tinggi: Menghilangkan kebutuhan akan kabel single-core paralel untuk memenuhi penilaian arus, jatuh tegangan, dan persyaratan dip.

• Mengurangi risiko overheating: Menghindari penumpukan panas dalam bundel kabel yang dapat menyebabkan hubungan singkat.

• Keunggulan Mekanis

• Stabilitas rentang panjang: Membutuhkan perbaikan minimal, mengurangi waktu pemasangan.

• Menghilangkan struktur dukungan kabel: Meminimalkan kebutuhan logam.

• Keuntungan Ruang & Pemeliharaan

• Menampung perubahan daya pasca-pemasangan (dalam batas penilaian trunking).

• Memudahkan reposisi titik distribusi.

• Memfasilitasi ekspansi sistem.

• Mengurangi ruang terminasi panel switchboard.

• Menghilangkan sambungan kabel: Mengurangi resistansi kontak dan titik kegagalan.

• Desain tap-off fleksibel:

• Keuntungan Tambahan

• Daya tarik estetika di area yang terlihat.

• Dapat didaur ulang: Bisa dibongkar dan dipindahkan.

• Penahanan api yang ditingkatkan: Enklosur logam mengandung penyebaran api.