Проектиране и приложение на медни шини: структурни типове, технология за обработка и промишлени приложения

Медната шина, известна още като медна шина, е дълъг проводник с форма на лента-, направен основно от мед. Обикновено има правоъгълно или заоблено напречно-сечение и се използва за пренос на ток, електрически връзки и разпределение на енергия. Благодарение на отличната си проводимост, механична якост и стабилност, шините се използват широко в електроразпределителни системи, нови енергийни източници, енергийно оборудване, железопътен транспорт и промишлена автоматизация и са един от основните компоненти на проводника в съвременните електрически шинни системи.

 

При проектирането на електрическа система на шини структурите със заоблени ъгли обикновено са по-добри от структурите с остри ъгли, като ефективно намаляват риска от точков разряд и подобряват цялостната безопасност на изолацията. Следователно основният дизайн на настоящите промишлени шини приема обработка със заоблени ъгли, за да отговори на изискванията за стабилна работа на приложения с високо-напрежение и висок{2}}ток.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Основни видове медни шини
Въз основа на различни структурни форми и изисквания за приложение, медните шини могат да бъдат разделени на три основни категории: твърди медни шини, гъвкави медни шини и плоски медни шини. Различните типове шини отговарят на различни монтажни пространства, изисквания за проводимост и механични свойства.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Твърда медна шина
Твърдата медна шина е вид проводник, обикновено изработен от едно парче мед и широко използван в ограничени от пространството електрически системи. Неговите изолационни методи включват предимно термосвиваеми тръби, нанасяне на покритие чрез потапяне и шприцване в -форми. Благодарение на своята стабилна структура и висока-носеща способност на тока, твърдите шини обикновено се използват в оборудване за разпределение на енергия с голяма-мощност и стационарни инсталации.

Общите методи за обработка включват:

Щамповане

Лазерно рязане

Водоструйно рязане

CNC огъване

Твърдите медни шини предлагат добра стабилност на размерите и висок{0}}токопреносим капацитет в практически приложения, но тяхната способност за регулиране на огъване е относително ограничена, което ги прави по-подходящи за системи с електрически шини с фиксирана{1}}структура.

 

2. Гъвкава медна шина
Гъвкавите шини обикновено използват много{0}}слойна ламинирана структура от медно фолио, като краищата са здраво свързани чрез заваряване. Най-голямото му предимство е високата му гъвкавост, позволяваща много-ъгълно огъване, сгъване и усукване, което го прави широко използван в нови енергийни превозни средства, батерийни системи и системи за съхранение на енергия.

Основните предимства на гъвкавите шини включват:

Намалени вибрации и удари

Намаляване на напрежението при термично разширение и свиване

Адаптиране към сложни монтажни пространства

Подобрена гъвкавост на сглобяване

По време на обработката гъвкавите медни шини обикновено изискват:

Послойно заваряване

Щамповане

Обработка на монтажни отвори

Повърхностно галванично покритие

Поради своята гъвкавост, гъвкавите медни шини обикновено се използват в инверторни шинни системи, за да отговорят на изискванията за стабилна проводимост в среда с висока-честота и висока-вибрация.

 

3. Медни шини FlatWire
Медните шини FlatWire се използват предимно за свързване на отделни акумулаторни клетки в нови енергийни превозни средства (EV), хибридни електрически превозни средства (HEV) и системи за съхранение на енергия (ESS). В сравнение с традиционните проводници, те предлагат по-високо използване на пространството и по-ниска загуба на съпротивление.

Този тип автобусна електронна структура обикновено се използва в:

Захранващи батерийни модули

Електрически задвижващи системи

Системи за зареждане

Връзки на батерията за съхранение на енергия

С бързото развитие на новата енергийна индустрия, FlatWire постепенно се превърна в едно от важните направления за нови решения за шини.

 

Анализ на процеса на производство на медни шини

Различните видове шини показват значителни разлики в техните производствени процеси. Добре-разработеният процес влияе пряко върху проводимостта, механичната якост и експлоатационния живот на продукта.

 

Характеристики на производството на гъвкави медни шини

Меките медни шини използват предимно много{0}}процес на ламиниране на медно фолио, като двата края са оформени чрез заваряване под високо{1}}налягане, за да се създаде фиксирана зона на свързване. Основните точки на обработка са:

Качество на заваряване между слоевете медно фолио

Контрол на проводимата площ на напречното-сечение

Гладкост на заварената зона

Устойчивост на умора на гъвкавата зона

В допълнение, някои- приложения от висок клас използват обработка на шини с калайдисана мед, т.е. калайдисване на медната повърхност за подобряване на устойчивостта на окисление и корозия.

 

Характеристики на производството на твърди медни шини

Твърдите медни шини подчертават точността на размерите и здравината на конструкцията. Техният производствен процес обикновено включва:

Рязане на медни материали

CNC щанцоване

Огъване и формоване

Повърхностна обработка

Изолационно покритие

В някои големи проекти за шини в подстанции също се изисква симулация на покачване на температурата и проектиране за оптимизиране-на капацитета на тока въз основа на номинални токове, за да се осигури дългосрочна-стабилна работа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обичайни инструменти за монтаж на медна шина

Общите инструменти, използвани при инсталирането на електрически шини, включват следното:
Динамометричен ключ: Използва се за контролиране на въртящия момент на затягане на болта, предотвратявайки повреда на резбата от прекомерно затягане или повишено контактно съпротивление от недостатъчно затягане. Този инструмент е особено важен при-шинопроводни системи с високо напрежение.
Пистолет за горещ въздух: Използва се предимно за нагряване и свиване на термосвиваеми тръби, като гарантира, че изолационният слой е равномерно покрит върху повърхността на проводника, подобрявайки защитата на изолацията.
Нониус: Използва се за измерване на позицията на отворите на медните шини, местата на огъване и точността на размерите; общ инструмент за проверка по време на обработка и монтаж.
Гаечен-ключ и отвертка: Използват се за закрепване на болтове и инсталиране на електрически компоненти, като се гарантира стабилността на механичната връзка на цялата шинна система.

 

Компоненти и функции на медна шина

Пълната шинна система включва не само самия проводник, но и различни поддържащи компоненти.
Изолатори: Използват се предимно за закрепване на медната шина и осигуряват изолация, предотвратявайки късо съединение между различни проводници.
Болтови съединители: Използват се за механично закрепване и електрическо свързване между проводници; ключов компонент, осигуряващ стабилността на захранването в контактите.

 

Термосвиваемите тръби се използват за защита на изолацията на повърхността на проводника, като ефективно удължават експлоатационния живот и подобряват нивата на безопасност.

 

Повърхностно покритие: Някои-приложения с високи изисквания използват калайдисване, сребърно покритие и т.н., за да подобрят проводимостта и адаптивността към околната среда. Схемите за подобряване на покритието обикновено се използват във високо-проводникови системи като Tmgb.

 

Оборудване за обработка на медни шини: Съвременните компании за BusBar обикновено използват специализирано оборудване за обработка на медни шини за автоматизирано производство.

 

Типичните функции на оборудването включват:

Автоматично рязане

CNC щанцоване

Автоматично огъване

Формиране

Масово производство

 

Автоматизираното оборудване не само подобрява точността на обработката, но също така подобрява последователността на производството, което го прави особено подходящо за промишлени проекти с висок-стандарт като Copper BusBar за Siemens и BusBar за Bussmann.

 

Основни области на приложение на медните шини: С развитието на нови енергийни и интелигентни системи за захранване, шините се превърнаха в ключов основен компонент в съвременните електрически системи.

 

Настоящите основни области на приложение включват:

Разпределителни шкафове и КРУ

Системи за управление с променлива честота

Електропреносни и разпределителни системи

Нови енергийни превозни средства

Системи за съхранение на енергия

Железопътен транзит

Фотоволтаични инверторни системи

Системи за генериране на вятърна енергия

Оборудване за зареждане на пилоти

Оборудване за индустриална автоматизация

 

Сред тях BusBar за решения от тип -Siemens се използва често в индустриална автоматизация и интелигентни производствени системи, докато BusBar за структури, свързани с-Bussmann, се използва по-често в системи за защита и предпазители.

 

В новата енергийна индустрия дизайнът на инверторната шина е особено важен, тъй като влияе пряко върху ефективността на проводимостта, ефективността на термичното управление и цялостната стабилност на работата на инверторната система.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тенденции в развитието на индустрията за медни шини

Тъй като електрическото оборудване се развива към по-висока мощност, миниатюризация и висока интеграция, индустрията на шините също непрекъснато се надгражда. Бъдещите насоки за развитие включват главно:

 

Високо{0}}честотен, високо{1}}скоростен проводящ дизайн

Лека конструкция

Висока топлопроводимост

Интегрирани изолационни решения

Автоматизирано прецизно производство

Нови енергийни{0}}специфични проводникови системи

 

Междувременно бързото развитие на нова енергия, съхранение на енергия и интелигентни мрежи също доведе до продължаващия растеж наЕлектрическа шинапазарно търсене. Високата надеждност, ниските загуби и модулният дизайн ще станат важни тенденции за развитие в бъдещето на индустрията за автобусна електроника.