なぜ電気バスバーは円形ではなく長方形なのでしょうか

なぜバスバーは平らまたは長方形なのでしょうか？
円形のケーブルと異なり、バスバーは主に平らまたは長方形です。この形状は任意ではありません。いくつかの重要な利点があります。まず第一に、平らまたは長方形の形状は、効率的な熱放出と電気伝導性の向上に必要な大きな表面積を提供します。この増加した表面積により、周囲の環境への熱伝導が改善され、過熱を防ぎ、バスバーと接続された機器の寿命を確保します。

第二に、平らなデザインはインストールプロセスを簡素化します。電気ボックス内の取り付けや接続が容易になり、組み立ての複雑さと時間を削減します。さらに、平らな形状はバスバーの表面に電流を均一に分布させることで電力損失を最小限に抑えます。この均一な電流分布は、一定の電気性能を維持し、故障につながるホットスポットを防ぐために重要です。
最後に、バスバーの平らまたは長方形の形状は、複数の回路を簡単に接続できるようにします。各回路ごとに個別の配線が必要ではなく、バスバーは複数の接続を可能にし、電気システムをシンプルにし、必要なケーブルの量を削減します。これによりスペースが節約され、メンテナンスとトラブルシューティングが簡単になります。バスバーは、電力分配アプリケーションに理想的な選択肢となります。

平らなバスバーを設計する理由
円形または他の形状よりも平らまたは長方形の形状を選択するには、電気システムにおけるパフォーマンス、実用性、コスト効果を高めるいくつかの重要な要因があります：
1. 表面積と熱放出
長方形の断面は、同等の導体サイズの円形断面と比較して大幅に大きな表面積を提供します。この増加した表面積は、特に高電流アプリケーションにおいて熱放出のための重要な利点です。電力分配システムやその他の高負荷環境では、バスバーの寿命を短縮するだけでなく、重大な安全リスクも引き起こす可能性がある過熱を防ぐことが重要です。長方形の形状は、より効率的な熱伝導を促進し、電気システムの整合性と信頼性を確保します。
2. 電流容量
皮膚効果は交流（AC）システムでよく知られる現象であり、特に高周波では導体の表面に電流が集中する傾向があります。長方形のバスバーは、相対的に大きな表面積対断面積比を持つため、皮膚効果の影響を軽減します。これにより電流分布が改善され、同じ断面積の円形ケーブルよりも多くの電流を運ぶことができます。直流（DC）アプリケーションでも、皮膚効果が関係ない場合でも、平らなデザインはより均一な電流流れを促進し、バスバーのパフォーマンスを最適化します。
3. 効率的なスペース利用
電気パネル、スイッチギア、またはバスバートランク内に設置される場合、長方形のバスバーは円形の導体と比較して優れたスペース節約機能を提供します。複数の平らなバスバーを整然と積み重ねたり、絶縁材を挟んで密接に配置したりすることで、コンパクトな電気エンクロージャ内の利用可能なスペースを最大限に活用できます。この効率的なスペース利用は、現代の電気システムにおいて特に重要です。また、平らなバスバーの簡単な配置と管理により、大規模な電力分配ネットワークでのレイアウトとインストールプロセスが簡素化されます。
4. 機械的安定性
平らな長方形のバスバーは、円形のケーブルよりも高い剛性と機械的安定性を持っています。高電流条件下では、この剛性は振動と動きを最小限に抑え、長期にわたって一貫して信頼性のある動作を確保します。一方、円形のケーブルは柔軟性があり、配線システムなど、動きや曲げが必要なアプリケーションに適しています。長方形のバスバーの強化された機械的安定性は、長期的な耐久性を高め、機械的な故障の可能性を減らします。
5. コスト効率
特定のアプリケーションでは、長方形のバスバーの製造プロセスを最適化することで、材料効率を高めることができます。この形状により、銅またはアルミニウムを最大限に活用し、材料の廃棄物と大規模なインストール全体のコストを削減することができます。さらに、パンチング、カッティング、ベンディングなどの平坦なバスバーの製造技術は、引き抜き、押出、複雑な計算などの円形導体やケーブルの製造に必要なより複雑なプロセスと比較して一般的に単純です。これらの要素が組み合わさることで、長方形のバスバーの全体的な製造コストが低くなります。
6. 接続とインストールの容易さ
長方形のバスバーの平らな表面は、接続プロセスを簡素化します。他の導体や機器を取り付けるための穴をドリルする作業は単純で、簡単に端末処理を行うことができます。円形のバスバーとは異なり、専用のコネクターやアダプターが必要となるジョイント、曲げ、タップ接続のために特別な部品を必要とすることはありません。長方形のバスバーは、ボルト留めやクランプ留めで簡単に固定でき、インストールプロセスを簡素化し、追加の部品の必要性を削減します。
長方形のバスバーは多くの利点を提供しますが、バスバーの形状の選択は最終的には具体的なアプリケーション要件によって決まります。例えば、高電圧直流（HVDC）送電システムのような極端な機械的ストレスがかかる状況では、円形のバスバーが好まれることがあります。しかし、高電力電気システムでは、優れた熱放出、高電流容量、効率的なスペース利用、堅牢な機械的安定性、ユーザーフレンドリーなインストール特性により、長方形のバスバーが最適な選択肢となっています。

なぜバスバーがケーブルよりも好まれるのでしょうか？
多くの電気システムにおいて、バスバーはケーブルよりも好まれています。これは主に、高電流シナリオでの優れたパフォーマンス、効率的なスペース利用、そして簡素化されたメンテナンス要件によるものです。バスバーの平らで幅広いデザインは、ケーブルと比較して大幅に大きな表面積を提供します。この増加した表面積は、優れた熱放出を可能にし、束ねられたケーブルによく見られる過熱のリスクを効果的に削減します。その結果、バスバーは要求の厳しい電気環境でより信頼性高く安全に動作することができます。

バスバーの主要な利点の一つは、電力分配能力です。バスバー室は、入力電力を複数の配電盤やパネルに簡潔かつ直感的な方法でチャネリングする手段を提供します。多くの結合部と接続を必要とするケーブルとは異なり、バスバーはこの複雑さを排除します。この簡素さにより、特に複雑な電力分配回路内でバスバーのタッピングと終端がはるかに簡単になります。複数の結合部の必要性が減少することで、潜在的な故障ポイントが少なくなり、関連する労働費と材料費も削減されます。

バスバーは、低いインピーダンスでより高い電流を処理するように設計されています。これは電気システムにおいて重要な要素です。この特性により、長距離での電圧降下が減少し、より安定した一貫した電力供給が可能になります。その剛性構造は、環境および物理的なストレスに容易に対応できる高い機械強度を提供します。この耐久性は、バスバーの寿命を延ばすだけでなく、交換とメンテナンス介入の頻度を減らし、長期的なコスト削減にも寄与します。

設計の柔軟性という観点から見ても、バスバーは大きな利点を持っています。それらは高度に適応可能で、電気システムが成長し進化するにつれてモジュラー拡張が可能です。このモジュラリティにより、電気スイッチギアや産業用電力分配システムなど、スペース最適化が重要なコンパクトな空間での使用に適しています。さらに、バスバーはショートサーキットイベント中の高故障電流を安全に処理できます。これらの急激な増加を効果的に管理する能力は、電気システム全体の安全性と信頼性を高め、接続された機器を保護し、損傷や中断のリスクを最小限に抑えるのに役立ちます。

優れた熱管理、簡素化された電力分配、効率的な電流容量、堅牢な機械強度、および設計の柔軟性という累積的な利点を考えると、バスバーは電力分配にとってより効率的でスケーラブルで組織的なソリューションであることが明らかです。これらの特性により、特にパフォーマンス、信頼性、メンテナンスの容易さが最も重要である高電力アプリケーションにおいて、従来のケーブルシステムよりもバスバーが好まれています。