Yksityiskohtainen selitys kuparikiskojen valinnasta, virransiirtokapasiteetin laskemisesta ja taivutusprosessista suurjännitekojeistoille

Sähköisen kuparikiskon virrankantokyky viittaa maksimivirtaan, jonka se voi jatkuvasti kuljettaa ylittämättä sallittua lämpötilaansa tietyissä olosuhteissa. Käytännön suunnittelussa taivutettavan kuparikiskon virrankantokyky ei ole kiinteä arvo, vaan dynaaminen parametri, johon vaikuttavat useat tekijät, kuten asennustapa, ympäristön lämpötila, poikkileikkauksen muoto ja kerrosten lukumäärä.

Ensinnäkin asennusmenetelmällä on merkittävä vaikutus lämmönpoistoon. Asennusmenetelmät kaapin sisällä jaetaan pääasiassa vaaka- ja pystysijoitteluun. Koska pystyasennossa hyödynnetään paremmin lämmönpoistopinta-ala ja saavutetaan parempi ilman konvektio, pystysuoran sijoituksen virrankantokyky on yleensä hieman suurempi kuin vaakasuoran sijoituksen. Tästä syystä suurten jakelukaappien päävirtakiskot asennetaan useimmiten pystysuoraan.

Toiseksi ympäristön lämpötila on ratkaiseva muuttuja, joka on otettava huomioon. Suunnittelun vertailuympäristön lämpötila on yleensä 35 astetta tai 40 astetta. Kun todellinen ympäristön lämpötila on tätä viitearvoa korkeampi, chatsworthin maadoituskiskon nykyinen kantokyky pienenee, ja se on kerrottava vastaavalla lämpötilan korjauskertoimella; päinvastoin, mitä alhaisempi lämpötila, sitä enemmän virrankantokykyä voidaan asianmukaisesti lisätä.

Teknisessä arvioinnissa voimme käyttää empiirisiä kaavoja nopeaan laskemiseen. Yhden kuparikiskon taivutuksen virrankantokyky on suunnilleen sama kuin kiskon leveys (mm) kerrottuna paksuuskertoimella. Paksuuskerroin liittyy kuparimaadoitettuun virtakiskopaksuuteen; esimerkiksi 10 mm paksun virtakiskon kerroin on noin 18 ja 12 mm paksun virtakiskon kerroin on noin 20.

Monikerroksisissa rakenteissa heikomman lämmönpoiston vuoksi nykyinen kantokyky ei ole yksinkertainen moninkertainen lisäys. Kaksikerroksisen virtakiskon nykyinen kantokyky on tyypillisesti noin 1,56-1,58 kertaa yksikerroksisen-kiskokiskon, kolme kerrosta noin 2 kertaa ja neljä kerrosta noin 2,45 kertaa. On kuitenkin syytä huomata, että neljää tai sitä korkeampaa kerrosta ei suositella teknisiin sovelluksiin lämmönpoistovaikeuksien ja merkittävän ihovaikutuksen vuoksi; sen sijaan suositellaan käytettäväksi epäsäännöllisen muotoisia virtakiskoja tai yksikerroksisia virtakiskoja, joilla on suurempi poikkileikkaus{10}}.

Korkeajännitteisten kytkinlaitteiden suunnittelussa pelkkä nimellisvirran kantokykyvaatimuksen täyttäminen ei riitä. Sähköisen maadoituskiskon on kestettävä järjestelmän oikosulkuvirran vaikutukset, eli täytettävä "lyhyt-aikakestovirran" vaatimus. Tämä on ratkaisevan tärkeää sen varmistamiseksi, että elektrolyyttinen kuparikisko ei sula ylikuumenemisen vuoksi tai aiheuta laitevaurioita oikosulkuvian sattuessa.

GB3906-standardin liitteen D kaavan mukaan voimme laskea eristetyn maadoituskiskon pienimmän poikki-poikkipinta-alan lämpöstabiilisuusolosuhteiden perusteella. Kaava on: S=(I / a) × √(t / Δθ). Missä S on johtimen poikki-pinta-ala, I on nimellislyhyt-aikakestovirta (lyhyt-piirivirta), a on materiaalikerroin (kuparille 13), t on lyhyt-piirin kesto (yleensä 4 sekuntia korkean{11}}jännitteen järjestelmissä) ja yleensä Δ15θ:n lämpötilan nousu bare 25θ. johtimet).

Tätä kaavaa voidaan käyttää poikkileikkauspinta-alan vähimmäisvaatimuksen- johtamiseen eri oikosulkuluokit{1}}. Esimerkiksi 25kA/4S-järjestelmässä tietoliikenteen maadoituskiskon vähimmäispoikki{5}}poikkipinta-alan on oltava 260 mm²; 31,5 kA/4S järjestelmässä poikkileikkauksen vähimmäispinta-alan on oltava 330 mm²; ja 63kA/4S-järjestelmässä sen on oltava 660mm². Varsinaisessa valinnassa suunnittelijoiden on laskettava nimellisvirran vaatima poikki-pinta-ala ja oikosulkukestävyyden{16}}poikkipinta-ala ja otettava näiden kahden maksimiarvo lopulliseksi valintaperusteeksi. Esimerkiksi piiri, jonka nimellisvirta on 630 A, vaatii vain 40 × 6 poikkileikkauksen, mutta jos järjestelmän oikosulkuvirta on 31,5 kA, poikkileikkaus on valittava vähintään 330 mm² (kuten 60 × 6) järjestelmän turvallisuuden varmistamiseksi.

Siemensin BusBarin työstötarkkuus vaikuttaa suoraan asennuksen helppouteen kaapin sisällä ja sähkövälysten noudattamiseen. Taivutus- ja tasoitusprosessin aikana "materiaalin pituus" eli taittamaton pituus on laskettava tarkasti. Koska Weidmuller-kiskossa tapahtuu plastinen muodonmuutos taivutuskohdassa-ulkopuoli venytetään ja venytetään, kun taas sisäpuoli puristuu ja lyhenee-laskennassa on otettava huomioon kompensointikerroin.

Tavallisissa litteissä kaarteissa (oikea-kulma mutkaissa) käytetään yleisesti suunnittelussa joko "ulkoista laskentamenetelmää" tai "sisäistä laskentamenetelmää". Ulkoisen laskentamenetelmän yleinen kaava on: Kokonaispituus=Kunkin segmentin ulkomittojen summa + kompensaatioarvo - Kerroin × Oikean-kulman taivutusten määrä. Spesifinen kompensointikerroin liittyy kiskon eristeiden valmistajien paksuuteen; esimerkiksi 3 mm paksuilla materiaaleilla jokainen suorakulmainen taivutus voi vaatia noin 0,3 mm:n lisävaran, kun taas 10 mm paksuiset materiaalit vaativat vielä enemmän. Käsiteltäessä monikerroksisia taivutuksia tai monimutkaisia ​​muotoja on myös otettava huomioon taivutussäteen ja takajoustokulman vaikutukset.

Lisäksi kärkipurkauksen estämiseksi Mersen Ferrazin virtakiskot korkeajännitekojeiston sisällä vaativat yleensä viistettyjä tai pyöristettyjä suorakulmioita. Tämä ei ainoastaan ​​paranna sähkökentän jakautumista, vaan myös parantaa eristyskykyä. Valmistuksen aikana taivutuskulmia ja mittatoleransseja on valvottava tiukasti, jotta varmistetaan minimaalinen rasitus kuparimaadoituskiskon asennuksen aikana, jotta vältetään eristyskomponenttien vaurioituminen tai kosketuspintojen epätasainen jännitys pakkoasennuksen vuoksi.

Yhteenvetona voidaan todeta, että Distribution BusBarsin valinta ja suunnittelu on monimutkainen järjestelmäsuunnitteluprojekti, joka yhdistää sähkölaskelmat ja mekaaniset prosessit. Taloudellinen ja turvallinen sähkönjakelujärjestelmä voidaan suunnitella vain kokonaisvaltaisesti virrankestävyyden, lämmönkestävyyden sekä todellisten valmistus- ja asennusolosuhteiden perusteella.