Barras de distribuição e conectores em instalações de HV e EHV
O que é uma barramento elétrico?
Um barramento elétrico é um condutor ou conjunto de condutores projetado para coletar energia elétrica de alimentações de entrada e distribuí-la para alimentações de saída. Funcionalmente, serve como uma junção onde as correntes de entrada e saída convergem, atuando como um hub central para a agregação e distribuição de energia.
Instalações de Barramentos Externos
Em sistemas de alta tensão (AT), extra-alta tensão (EAT) e média tensão externa (MTE), são geralmente usados barramentos nus e conectores, com condutores disponíveis em configurações tubulares ou de fios trançados:
(Exemplos das configurações acima são ilustrados nas Figuras 1 e 2.)
Barramentos para Instalações de Quadros de Distribuição
Os barramentos de quadros de distribuição são geralmente fabricados de cobre, alumínio ou ligas de alumínio (por exemplo, série Al-Mg-Si), com características-chave dos barramentos nus incluindo:
Tecnologia de Conexão de Barramentos
Conectores dedicados são essenciais para terminar barramentos em equipamentos, como ilustrado na Figura 3. Configurações típicas incluem:
O projeto de conexão deve estar em conformidade com:
Considerações de Engenharia
Sistemas de barramentos de quadros de distribuição de média/alta tensão requerem design integrado para:
Essas medidas garantem coletivamente a transmissão confiável de energia e a vida útil prolongada do equipamento.
Amplamente utilizados em centros de dados e plantas industriais para distribuição de alta corrente, esses sistemas permitem layout flexível e fácil expansão através de design modular.
Para conexões cobre-cobre, são usados conectores de bronze; para conexões alumínio-alumínio, devem ser aplicados conectores de liga de alumínio; e para conexões cobre-alumínio, são obrigatórios conectores bimetálicos para prevenir a corrosão causada por efeitos eletrolíticos.
Barramentos Isolados & Sistemas de Troncos
Em instalações internas de média e baixa tensão, especialmente onde altas correntes e espaço limitado coexistem, os barramentos são frequentemente encerrados em cascas metálicas para proteção mecânica e isolamento.Este design reduz a dissipação de calor dos barramentos devido à restrição do fluxo de ar e perdas por radiação, resultando em classificações de corrente significativamente menores do que as de instalações em ar livre. Envolvimentos ventilados podem ser usados para minimizar a derivação de corrente.
Análise de Detalhes Técnicos
Proteção Eletroquímica para Conexões de Materiais Diferentes
Juntas cobre-cobre: Conectores de bronze (bronze de estanho ou bronze de alumínio) aumentam a confiabilidade do contato através do fortalecimento por solução sólida, prevenindo o relaxamento por fluência do cobre puro.
Juntas alumínio-alumínio: Conectores de liga de alumínio 6061-T6 passam por tratamento de envelhecimento para garantir a estabilidade da película de óxido.
Transições cobre-alumínio: Conectores bimetálicos usam soldagem explosiva ou brasagem (por exemplo, barras compostas cobre-alumínio) para bloquear caminhos de corrosão eletroquímica.
Desafios de Gestão Térmica em Barramentos Encerrados
Análise de resistência térmica: As lacunas de ar formadas pelas caixas reduzem a condutividade térmica em 30%-50%.
Soluções de compensação:Resfriamento forçado de ar: Ventiladores internos aumentam a capacidade de condução de corrente em 20%-30%.
Aletas de resfriamento da caixa: Área de superfície aumentada para convecção natural.
Isolamento de alta condutividade térmica: Revestimentos de silicone para reduzir a resistência térmica.
Especificações de Aplicação de Engenharia
Classe de proteção: Geralmente IP54 para ambientes internos, atualizado para IP65 em condições úmidas.
Resistência a curto-circuito: Em conformidade com os requisitos de estabilidade dinâmica e térmica da IEC 61439.
Compensação de expansão: Juntas de expansão a cada 30-50 metros para acomodar a deformação térmica.
Amplamente utilizados em centros de dados e plantas industriais para distribuição de alta corrente, esses sistemas permitem layout flexível e fácil expansão através de design modular.
Barramentos Isolados
Barramentos isolados geralmente consistem em barras planas de cobre ou alumínio (uma ou mais por fase, dimensionadas de acordo com os requisitos de corrente), com cada fase encerrada em uma capa separadamente aterrada. As extremidades da capa são conectadas por barras com classificação de curto-circuito capazes de transportar correntes de falha completas.A capa principal previne curtos-circuitos inter-fase. Além disso, ela cancela campos magnéticos gerados pelas correntes dos condutores: uma corrente igual e oposta induzida na capa neutraliza o campo eletromagnético quase completamente.Meios de isolamento comuns incluem ar e SF₆.
Sistemas de Troncos de Barramentos de Baixa Tensão
Em instalações de baixa tensão, os sistemas de troncos de barramentos oferecem uma solução econômica para a distribuição de energia, fornecendo múltiplos dispositivos e interconectando quadros de distribuição ou transformadores, como mostrado na Figura 5.
Sistemas de Troncos de Barramentos
Um sistema de troncos de barramentos é uma configuração pré-montada que abriga condutores de barras planas (fase e neutro) dentro de uma única caixa metálica.Nos sistemas de troncos de alimentação, a extração de energia é realizada por meio de unidades de derivação padronizadas, que se conectam em posições pré-definidas ao longo do tronco. Essas unidades permitem a extração de energia através de dispositivos de proteção compatíveis.
Vantagens sobre Sistemas de Cabos:
