Moederborden en aansluitingen in HV en EHV-installaties
Wat is een elektrische busbar?
Een elektrische busbar is een geleider of een set geleiders ontworpen om elektrische energie van inkomende voeders te verzamelen en deze te distribueren naar uitgaande voeders. Functioneel gezien dient het als een kruispunt waar instromende en uitstromende stroomstromen samenkomen, waardoor het fungeert als een centrale hub voor stroomaggregatie en -distributie.
Buitenbusbars
In hoogspanning (HV), extra-hoogspanning (EHV) en buiten middenspanning (MV)-systemen worden meestal kale busbars en aansluitingen gebruikt, met geleiders die beschikbaar zijn in buis- of gevlochten-draadconfiguraties:
(Voorbeelden van de bovenstaande configuraties worden geïllustreerd in figuren 1 en 2.)
Busbars voor schakelinstallaties
Schakelinstallatiebusbars worden meestal vervaardigd van koper, aluminium of aluminiumlegers (bijv., Al-Mg-Si-serie), met belangrijke kenmerken van kale busbars, waaronder:
Busbar-aansluitingstechnologie
Specifieke aansluitingen zijn essentieel voor het aansluiten van busbars op apparatuur, zoals wordt geïllustreerd in figuur 3. Typische configuraties omvatten:
Aansluitingsontwerp moet voldoen aan:
Technische overwegingen
Medium/high-voltage schakelinstallatiebusbarsystemen vereisen een geïntegreerd ontwerp voor:
Deze maatregelen zorgen collectief voor betrouwbare stroomoverdracht en verlenging van de levensduur van apparatuur.
Wijdverspreid gebruikt in datacenters en industriële installaties voor hoge-stroomstroomdistributie, maken deze systemen flexibele layout en eenvoudige uitbreiding mogelijk via modulaire ontwerpen.
Voor koper-koperaansluitingen worden bronsaansluitingen gebruikt; voor aluminium-aluminiumaansluitingen moeten aluminiumlegeraansluitingen worden toegepast; en voor koper-aluminiumaansluitingen zijn bimetaallic aansluitingen verplicht om corrosie veroorzaakt door elektrolytische effecten te voorkomen.
Geïsoleerde busbars & busductsystemen
In binnenmiddenspanning (MV) en laagspanning (LV)-installaties, vooral waar hoge stromen en beperkte ruimte samen bestaan, worden busbars vaak in metalen behuizingen geplaatst voor mechanische bescherming en isolatie.Dit ontwerp vermindert de warmteafvoer van de busbars door beperkte luchtstroom en stralingsverliezen, wat resulteert in stroomwaarden die significant lager zijn dan die voor vrijeluchtinstallaties. Geluchte behuizingen kunnen worden gebruikt om de stroomvermindering te minimaliseren.
Technische detailsanalyse
Elektrochemische bescherming voor verschillende materiaalaansluitingen
Koper-koperverbindingen: Bronsaansluitingen (tin-brons of aluminium-brons) versterken contactbetrouwbaarheid via vaste oplossing, voorkomen zuiver koperkruiprelaxatie.
Aluminium-aluminiumverbindingen: 6061-T6 aluminiumlegeraansluitingen ondergaan ouderdomsbehandeling om oxidefilmstabiliteit te waarborgen.
Koper-aluminiumovergangen: Bimetaallic aansluitingen gebruiken explosieve las- of brasstechnieken (bijv., koper-aluminiumcompositiebalken) om elektrochemische corrosieroutes te blokkeren.
Thermische beheeruitdagingen in geïsoleerde busbars
Thermische weerstandsanalyse: Luchtgaten gevormd door behuizingen verlagen de thermische geleidbaarheid met 30%-50%.
Compensatieoplossingen:Gedwongen luchtcooling: Interne ventilatoren verhogen de stroombelastingscapaciteit met 20%-30%.
Behuizingkoelribben: Verhoogd oppervlak voor natuurlijke convectie.
Hoogthermische geleidbaarheid isolatie: Siliconerubber coatings om thermische weerstand te verlagen.
Engineering toepassingspecificaties
Beschermingsklasse: Meestal IP54 voor binnenomgevingen, geüpgraded naar IP65 in vochtige omstandigheden.
Kortsluitweerstand: Voldoet aan IEC 61439 dynamische en thermische stabiliteitseisen.
Uitzettingscompensatie: Uitzettingsverbindingen elke 30-50 meter om thermische vervorming te compenseren.
Wijdverspreid gebruikt in datacenters en industriële installaties voor hoge-stroomstroomdistributie, maken deze systemen flexibele layout en eenvoudige uitbreiding mogelijk via modulaire ontwerpen.
Geïsoleerde busbars
Geïsoleerde busbars bestaan meestal uit koper of aluminium platte balken (één of meer per fase, gesized volgens stroomvereisten), met elke fase in een apart afgewerkt omhulsel. De uiteinden van de omhulsels zijn verbonden door kortsluitstroomgeclassificeerde balken die in staat zijn om volledige foutstromen te dragen.Het omhulsel voorkomt hoofdzakelijk tussenfase kortsluitingen. Daarnaast neutraliseert het de magnetische velden die worden gegenereerd door geleiderstromen: een gelijke en tegengestelde stroom geïnduceerd in het omhulsel neutraliseert het elektromagnetisch veld bijna volledig.Gemeenschappelijke isolatiemedia omvatten lucht en SF₆.
Laagspanningsbusductsystemen
In laagspanningsinstallaties bieden busductsystemen een kosteneffectieve oplossing voor stroomdistributie, leveren meerdere apparaten en verbinden schakelkasten of transformatoren, zoals wordt getoond in figuur 5.
Busductsystemen
Een busductsysteem is een vooraf samengestelde configuratie die platte-balkgeleiders (fase en neutraal) huisvest in een enkele metalen behuizing.In voederbusductsystemen wordt stroomafname bereikt via gestandaardiseerde aftapkasten, die zich op vooraf gedefinieerde posities langs de busduct verbinden. Deze eenheden maken stroomextractie mogelijk via compatibele beschermapparatuur.
Voordelen ten opzichte van kabelsystemen:
