Подробно обяснение на избора на медни шини, изчисляването на капацитета на ток и процеса на огъване за комутационни апарати за високо напрежение

Капацитетът на ток на електрическа медна шина се отнася до максималния ток, който може да носи непрекъснато, без да надвишава допустимата си температура при определени условия. В практическото инженерство токопреносимостта на огъваща се медна шина не е фиксирана стойност, а динамичен параметър, повлиян от различни фактори като метод на монтаж, температура на околната среда, форма на напречно-сечение и брой слоеве.

Първо, методът на инсталиране оказва значително влияние върху разсейването на топлината. Методите за инсталиране в шкафа се разделят главно на хоризонтално и вертикално разположение. Тъй като вертикалното разположение оползотворява по-пълно повърхността на разсейване на топлината и постига по-добра въздушна конвекция, текущият капацитет на пренасяне при вертикално поставяне обикновено е малко по-голям от този при хоризонтално поставяне. Ето защо главните шини в големите разпределителни шкафове се монтират предимно вертикално.

Второ, температурата на околната среда е решаваща променлива, която трябва да се има предвид. Проектната референтна температура на околната среда обикновено е 35 градуса или 40 градуса. Когато действителната температура на околната среда е по-висока от тази референтна стойност, текущата товароносимост на заземяващата шина Chatsworth ще намалее и трябва да се умножи по съответния коефициент на корекция на температурата; обратно, колкото по-ниска е температурата, толкова повече може да се увеличи по подходящ начин капацитетът на тока.

В инженерната оценка можем да използваме емпирични формули за бързо изчисление. За огъване на единична медна шина нейният капацитет на токово натоварване е приблизително равен на ширината на шината (mm), умножена по коефициента на дебелина. Коефициентът на дебелина е свързан с дебелината на медната заземяваща шина; например шина с дебелина 10 mm има коефициент приблизително 18, а шина с дебелина 12 mm има коефициент приблизително 20.

За много{0}}слойни структури, поради по-лошото разсейване на топлината, капацитетът за пренос на ток не е просто многократно добавяне. Капацитетът на токов капацитет на дву-слойна шина обикновено е около 1,56 до 1,58 пъти по-голям от този на едно-слойна шина, три слоя около 2 пъти и четири слоя около 2,45 пъти. Заслужава обаче да се отбележи, че четири слоя и повече не се препоръчват за инженерни приложения поради трудности при разсейване на топлината и значителен скин ефект; предлага се вместо това да се използват шини с неправилна форма или еднослойни-шини с по-големи напречни-сечения.

При-проектирането на разпределителни уредби за високо напрежение простото покриване на изискването за номинален токов капацитет далеч не е достатъчно. Електрическата шина за заземяване трябва да може да издържи на въздействието на тока на късо- съединение на системата, т.е. да отговаря на изискването за „кратко-устойчив ток“. Това е от решаващо значение, за да се гарантира, че електролитната медна шина няма да се разтопи поради прегряване или да причини повреда на оборудването в случай на повреда на късо- съединение.

Съгласно формулата в Приложение D на стандарта GB3906 можем да изчислим минималната площ на напречното-сечение на изолираната шина за заземяване въз основа на условията за термична стабилност. Формулата е: S=(I / a) × √(t / Δθ). Където S е площта на напречното-сечение на проводника, I е номиналният издържан ток за кратко-време (ток на късо-верига), a е коефициентът на материала (13 за мед), t е продължителността на-късо съединение (обикновено 4 секунди за системи с високо-напрежение) и Δθ е повишаването на температурата (обикновено 215K за голи проводници).

Тази формула може да се използва за извличане на минималните изисквания за площ на напречното-сечение за различни стойности на късо{1}}свързване. Например, за система 25kA/4S, минималната площ на напречното-сечение на телекомуникационната заземяваща шина трябва да бъде 260 mm²; за система 31,5kA/4S минималната площ на напречното-сечение трябва да бъде 330 mm²; и за система 63kA/4S трябва да бъде 660 mm². При действителния избор дизайнерите трябва да изчислят площта на напречното-сечение, необходима за номиналния ток, и площта на напречното-сечение, необходима за издръжливост на-късо съединение, и да вземат максималната стойност на двете като крайна основа за избор. Например, верига с номинален ток от 630 A изисква само напречно-сечение 40×6, но ако токът на късо-веригата на системата е 31,5kA, тогава трябва да се избере напречно-сечение не по-малко от 330 mm² (като 60×6), за да се гарантира безопасността на системата.

Точността на обработка на BusBar за Siemens пряко влияе върху лекотата на инсталиране в шкафа и съответствието на електрическите разстояния. По време на процеса на огъване и заготовка, "дължината на материала", т.е. разгънатата дължина, трябва да бъде точно изчислена. Тъй като BusBar за Weidmuller претърпява пластична деформация в точката на огъване-външната страна е опъната и удължена, докато вътрешната страна е компресирана и скъсена-коефициентът на компенсация трябва да бъде въведен в изчислението.

За обичайните плоски завои (огъвания под -десен ъгъл) в инженерството обикновено се използва или „външен изчислителен метод“, или „вътрешен изчислителен метод“. Общата формула за външния метод на изчисление е: Обща дължина=Сума от външните размери на всеки сегмент + Стойност на компенсацията - Коефициент × Брой прави-ъглови завои. Специфичният коефициент на компенсация е свързан с дебелината на производителите на изолатора за шини; например, за материали с дебелина 3 mm, всяко огъване под прав-ъгъл може да изисква допълнителна надбавка от приблизително 0,3 mm, докато материали с дебелина 10 mm изискват дори повече. Когато обработвате много{12}}пластови завои или сложни форми, ефектите от радиуса на огъване и ъгъла на пружиниране също трябва да се вземат предвид.

Освен това, за да се предотврати разреждането на върха, шините за Mersen Ferraz вътре в -разпределителната апаратура за високо напрежение обикновено изискват скосени или заоблени правоъгълници. Това не само подобрява разпределението на електрическото поле, но и подобрява изолационните характеристики. По време на производството ъглите на огъване и допустимите отклонения на размерите трябва да бъдат стриктно контролирани, за да се осигури минимално напрежение по време на монтажа на медна шина за заземяване, предотвратявайки повреда на изолационните компоненти или неравномерно напрежение върху контактните повърхности поради принудителен монтаж.

В обобщение, изборът и проектирането на разпределителни шини е сложен системен инженерен проект, интегриращ електрически изчисления и механични процеси. Само чрез цялостно отчитане на токовия капацитет, термичната стабилност и действителните производствени и монтажни условия може да бъде проектирана икономична и безопасна система за разпределение на електроенергия.