Magistrāles un savienojumi augstsprieguma un ļoti augstsprieguma ierīkotajos uzstādījumos

Kas ir elektro šķidrains?

Elektro šķidrains ir vednis vai vedņu komplekts, kas dizainots, lai savāktu elektrisko enerģiju no ieietošajiem krājumiem un izsaitītu to uz izietošajiem krājumiem. Funkcionāli tas darbojas kā punkts, kur sastopamie un izplūstošie strāvas plūsmas konverģē, veidojot centra punktu enerģijas apkopošanai un izplatīšanai.

Ārējie šķidraina ierīkojumi

Augstsprieguma (AS), ļoti augstsprieguma (ĻAS) un ārējos vidusspieguma (VS) sistēmās parasti tiek izmantoti galdiņi un savienojumi, ar vedni pieejami cilindraformā vai dārgmetālu formā:

• Cilindru šķidraini: Atbalstīti kolonnas izolatoru (parasti keramikas) palīdzībā, tie piedāvā augstu mehānisko stiprumu un labāku koronas pretestību.

• Dārgmetāla šķidraini: Fiksēti ar nesavienojumu klampām, ideāli lielām attālumu elastīgumam prasībām.

(Šādu konfigurāciju piemēri ir attēloti Attēlos 1 un 2.)

Šķidraini apgriežanas aparātu ierīkojumiem

Apgriežanas aparātu šķidraini parasti izgatavo no varša, aluminija vai aluminija ligojumiem (piemēram, Al-Mg-Si sērija), ar blakus šķidrainu galvenajām īpašībām, tostarp:

• Cilindru vedņi: Ārējais diametrs un sienas biezums

• Dārgmetāla vedņi: Nominālais telpiskais laukums

• Mehāniskās īpašības

• Izvilksmes/spiediena/lauzuma stipruma

• Lauzuma pretestība

• Sekcijas modulis un inertnes moments

• Strāvas pārvadājamība

• Nominālā strāva: Noteikta matēriāla rezistivitātes un siltuma izdalīšanas apstākļu pamatā. Kad blakus vedņi paļaujas uz gaisa izolāciju, nominālā sprieguma nav galvenais izvēles kritērijs.

Šķidrainu savienojuma tehnoloģija

Šķidrainu savienojumiem ar aprīkojumu ir nepieciešami speciālie savienojumi, kā to attēlo Attēls 3. Parastās konfigurācijas ietver:

• Bultu savienojumi: Stabili savienojumi, fiksēti torqu kontroliertām bultām, kas prasa kontaktresistances pārvaldību, lai novērstu pārsildīšanos

• Izpilstošie savienojumi: Kompensošana termiskai izplešanai, samazinot strukturālas stresa koncentrācijas

• Pārejas termināli: Risināšana elektrokimiskās korozijas starp dažādiem materiāliem (piemēram, varša-aluminija savienojumi)

Savienojuma dizains jāievēro:

• Temperatūras kāpes kontaktu platības standarti (piemēram, IEC 61439)

• Matēriālu saderības procedūras (piemēram, tinēšana varša-aluminija pārejām)

• Mehāniska stabilitāte īssaites elektrodinamiskajām spēkām

Inženierzinātniskie apsvērumi

Vidusspieguma/augstsprieguma apgriežanas aparātu šķidrainu sistēmas prasa integrētu dizainu, lai nodrošinātu:

• Siltuma pārvaldību: Optimizētu gaisa konvekciju vai piespiedto dzesēšanu, lai kontrolētu temperatūras kāpi

• Dinamisko stabilitāti: Strukturālu integritāti īssaites elektrodinamiskajām spēkām

• Vides aizsardzību: IP3X vai augstāku ieplūdes aizsardzību, atbilstošu darbības vidiem

Šie pasākumi kopā nodrošina uzticamu enerģijas pārraidi un ilgstošu aprīkojuma izmantošanas laiku.

Šīs sistēmas plaši izmanto datu centros un rūpnieciskos ražošanas objektos, lai nodrošinātu lielu strāvas pārdošanu, ļaujot elastīgu izkārtojumu un vieglu paplašināšanos, izmantojot modulāru dizainu.
Varša-varša savienojumiem tiek izmantoti bronza savienojumi; aluminija-aluminija savienojumiem jāizmanto aluminija ligojumu savienojumi; varša-aluminija savienojumiem obligāti jāizmanto divmetālu savienojumi, lai novērstu elektrolītiskās efekta izraisīto koroziju.
Izolētie šķidraini & trūkliniekus sistēmas
Iekšējos vidusspieguma (VS) un zemas sprieguma (ZS) ierīkojumos, jo īpaši, kad pastāv lielas strāvas un ierobežota telpa, šķidraini parasti tiek ievietoti metāla apvilktnēs, lai nodrošinātu mehānisko aizsardzību un izolāciju.Šis dizains samazina šķidrainu siltuma izdalīšanos, tā kā ierobežota gaisa plūsma un radiācijas zudējumi, rezultātā strāvas reitingi ir būtiski zemāki nekā brīvā gaisā ierīkojumiem. Ventilētas apvilktnes var tikt izmantotas, lai minimizētu strāvas derēšanu.

Tehniskās detaļas analīze

• Elektrokimiskā aizsardzība dažādiem materiālu savienojumiem

• Varša-varša savienojumi: Bronza savienojumi (tin bronze vai aluminium bronze) uzlabo kontaktu uzticamību, izmantojot cieto risinājumu stiprināšanu, lai novērstu čista varša kriepuma relaksāciju.

• Aluminija-aluminija savienojumi: 6061-T6 aluminija ligojumu savienojumi caur vecēšanas procedūru nodrošina oksīdfilmas stabilitāti.

• Varša-aluminija pārejas: Divmetālu savienojumi izmanto eksplodējošu savienošanu vai brazing (piemēram, varša-aluminija kompozītaie virvi), lai bloķētu elektrokimiskās korozijas ceļus.

• Siltuma pārvaldības izaicinājumi slēgtos šķidrainos
  Siltuma pretestības analīze: Apvilktnēs radītās gaisa spraugas samazina siltuma vedītspēju par 30%-50%.
  Kompensācijas risinājumi:
  

• Piespiedta gaisa dzesēšana: Iekšējie ventilatori palielina strāvas pārvadājamību par 20%-30%.

• Apvilktnes dzesēšanas fineri: Palielināta virsma dabiskai konvekcijai.

• Augsta siltuma vedītspējas izolācija: Silikona gumijas apklājumi, lai samazinātu siltuma pretestību.

• Inženierzinātniskās lietošanas specifikācijas
  

• Aizsardzības klase: Parasti IP54 iekšējiem apstākļiem, uzlabots līdz IP65 mitrumā.

• Īssaites izturība: Atbilst IEC 61439 dinamiskajiem un siltuma stabilitātes prasībām.

• Izpilstošana: Izpilstošie savienojumi katros 30-50 metrus, lai kompensētu termiskās deformācijas.

Šīs sistēmas plaši izmanto datu centros un rūpnieciskos ražošanas objektos, lai nodrošinātu lielu strāvas pārdošanu, ļaujot elastīgu izkārtojumu un vieglu paplašināšanos, izmantojot modulāru dizainu.

Izolētie šķidraini

Izolētie šķidraini parasti sastāv no varša vai aluminija plakans (viena vai vairākas katrai fāzei, izmērs atkarībā no strāvas prasībām), ar katru fāzi ievietoto atsevišķi uz zemes saistītā apvilktnē. Apvilktnes beigas savienojas ar īssaites reitinga virvīm, kas spēj pārvadāt pilnu defektstrāvu.Apvilktnes galvenais mērķis ir novērst fāžu starpnieka īssaites. Papildus tam tā neutralizē vedņu strāvām radītos magnetiskos laukus: apvilktnē inducētais vienāds un pretējais strāvas plūsma praktiski pilnībā neutralizē elektromagnētisko lauku.Parastie izolējošie mediji ietver gaisu un SF₆.

ZS šķidrainu trūkliniekus sistēmas

Zemas sprieguma ierīkojumos šķidrainu trūkliniekus sistēmas piedāvā ekonomisku risinājumu enerģijas pārdošanai, piegādājot vairākus ierīces un savienojot apgriežanas aparātus vai transformatorus, kā attēlots Attēlā 5.

Šķidrainu trūkliniekus sistēmas

Šķidrainu trūkliniekus sistēma ir iepriekš sastādīta konfigurācija, kas ietver plakano vedņu (fāzes un neutrales) vienā metāla apvilktnē.Trūkliniekus sistēmās enerģijas piegāde tiek sasniegta, izmantojot standartizētus trūkliniekus, kas savienojas ar noteiktiem pozīcijām pa trūkliniekus. Šie vienības ļauj enerģijas izvadei, izmantojot saderīgus aizsardzības ierīces.

Pareiza pret kabeļu sistēmām:

• Iztērējuma efektivitāte & instalācijas efektivitāte

• Ekonomiskāks lielu strāvas aplikācijām: Novērš nepieciešamību paralēliem vienvadu kabeļiem, lai atbilstu strāvas reitingiem, sprieguma kritumu un leju prasībām.

• Samazina pārsildīšanās risku: Novērš siltuma akumulāciju kabeļu grupā, kas var izraisīt īssaites.

• Mehāniska izcilība

• Ilgākas attālumu stabilitāte: Prasa minimālu fiksēšanu, samazinot instalācijas laiku.

• Novērš kabeļu atbalsta struktūras: Samazina metāla izmantošanas prasības.

• Telpas & uzturības priekšrocības

• Iespējams pēc instalācijas enerģijas maiņas (trūkliniekus reitingos).

• Atvieglota sadalīšanas punktu pārceltne.

• Atvieglota sistēmas paplašināšana.

• Samazina apgriežanas aparātu beigu telpu.

• Novērš kabeļu savienojumus: Samazina kontaktresistenci un kritiskos punktus.

• Elastīga trūkliniekus dizains:

• Papildu priekšrocības

• Estētiska pievilcība redzamās teritorijās.

• Atkārtota izmantošana: Var tikt demontētas un pārceltas.

• Paaugstināta ugunsdrošība: Metāla apvilktnes ierobežo uguns izplatīšanos.