Detaljert forklaring av valg av kobber samleskinner, beregning av strømbærekapasitet og bøyeprosess for høyspentbryteranlegg

Strømbærekapasiteten til en elektrisk kobberskinne refererer til den maksimale strømmen den kan bære kontinuerlig uten å overskride den tillatte temperaturen under spesifiserte forhold. I praktisk konstruksjon er strømbærekapasiteten til en bøyende kobberskinne ikke en fast verdi, men en dynamisk parameter som påvirkes av ulike faktorer som installasjonsmetode, omgivelsestemperatur, tverrsnittsform og antall lag.

For det første har installasjonsmetoden en betydelig innvirkning på varmespredningen. Installasjonsmetoder i skapet er hovedsakelig delt inn i horisontal og vertikal plassering. Siden vertikal plassering utnytter varmeavledningsoverflaten mer fullstendig og oppnår bedre luftkonveksjon, er strømbæreevnen ved vertikal plassering vanligvis litt større enn for horisontal plassering. Dette er grunnen til at hovedskinner i store distribusjonsskap for det meste installeres vertikalt.

For det andre er omgivelsestemperatur en avgjørende variabel som må vurderes. Designreferansen omgivelsestemperatur er vanligvis 35 grader eller 40 grader. Når den faktiske omgivelsestemperaturen er høyere enn denne referansen, vil den nåværende bærekapasiteten til chatsworth jord-busskinnen reduseres, og den må multipliseres med den tilsvarende temperaturkorreksjonsfaktoren; omvendt, jo lavere temperatur, desto mer kan strømbærekapasiteten økes passende.

I ingeniørestimering kan vi bruke empiriske formler for rask beregning. For bøying av en enkelt kobberskinne er strømbærekapasiteten omtrent lik samleskinnebredden (mm) multiplisert med en tykkelseskoeffisient. Tykkelseskoeffisienten er relatert til kobberslipt samleskinnetykkelse; for eksempel har en 10 mm tykk samleskinne en koeffisient på ca. 18, og en 12 mm tykk samleskinne har en koeffisient på ca. 20.

For fler-lagsstrukturer, på grunn av dårligere varmespredning, er ikke strømbærekapasiteten et enkelt multiplum tillegg. Den nåværende bæreevnen til en dobbelt-lags samleskinne er typisk omtrent 1,56 til 1,58 ganger den for en enkelt-lags samleskinne, tre lag omtrent 2 ganger og fire lag omtrent 2,45 ganger. Det er imidlertid verdt å merke seg at fire lag og over ikke anbefales for ingeniørapplikasjoner på grunn av vanskeligheter med varmeavledning og betydelig hudeffekt; det foreslås å bruke uregelmessig formede samleskinner eller enkeltlags-samleskinner med større{10}} tverrsnitt i stedet.

I høyspenningskoblingsdesign er det langt fra tilstrekkelig å bare oppfylle kravene til nominell strømbærekapasitet. Den elektriske jordingsskinnen må kunne tåle påvirkningen av systemets kortslutningsstrøm, dvs. oppfylle kravet om "kort-tid motstå strøm". Dette er avgjørende for å sikre at den elektrolytiske kobberskinnen ikke vil smelte på grunn av overoppheting eller forårsake utstyrsskade i tilfelle en kortslutningsfeil.

I henhold til formelen i vedlegg D til GB3906-standarden kan vi beregne minste-tverrsnittsarealet til den isolerte jordingsskinnen basert på termiske stabilitetsforhold. Formelen er: S=(I / a) × √(t / Δθ). Der S er lederens tverrsnittsareal, I er den nominelle kort-tidsmotstandsstrømmen (kort-kretsstrøm), a er materialkoeffisienten (13 for kobber), t er den korte-kretsløpsvarigheten (vanligvis 4 sekunder for høy-spenningssystemer), og Δ2θus for bare ledning (Ku).

Denne formelen kan brukes til å utlede minimumskravene til-tverrsnittsareal for ulike kortslutningsklassifiseringer. For eksempel, for et 25kA/4S-system, må minste-tverrsnittsarealet til telekommunikasjonsjordsamlingsskinnen være 260 mm²; for et 31,5kA/4S-system må minste-tverrsnittsareal være 330 mm²; og for et 63kA/4S-system må det være 660 mm². Ved faktisk valg må designere beregne tverrsnittsarealet som kreves for merkestrømmen og tverrsnittsarealet som kreves for kortslutningsmotstand-, og ta den maksimale verdien av de to som det endelige valggrunnlaget. For eksempel krever en krets med en merkestrøm på 630A bare et tverrsnitt på 40×6-, men hvis systemets kortslutningsstrøm- er 31,5 kA, må et tverrsnitt på ikke mindre enn 330 mm² (for eksempel 60×6) velges for å sikre systemsikkerheten.

Maskineringsnøyaktigheten til BusBar for Siemens påvirker direkte installasjonsvennligheten i kabinettet og samsvar med elektriske klaringer. Under bøye- og blankingsprosessen må "materiallengden", dvs. den utfoldede lengden, beregnes nøyaktig. Fordi BusBar for Weidmuller gjennomgår plastisk deformasjon ved bøyepunktet-strekkes yttersiden og forlenges, mens innsiden komprimeres og forkortes-må en kompensasjonskoeffisient innføres i beregningen.

For vanlige flate bend (høyre-vinkelbend) er enten den "eksterne beregningsmetoden" eller den "interne beregningsmetoden" ofte brukt i ingeniørfag. Den generelle formelen for den eksterne beregningsmetoden er: Totallengde=Summen av de ytre dimensjonene til hvert segment + Kompensasjonsverdi - Koeffisient × Antall høyre-vinkelbøyninger. Den spesifikke kompensasjonskoeffisienten er relatert til tykkelsen på BusBar-isolatorprodusentene; for eksempel, for 3 mm tykke materialer, kan hver rettvinklet- bøying kreve en ekstra justering på ca. 0,3 mm, mens 10 mm tykke materialer krever enda mer. Når du behandler bøyninger i flere-lag eller komplekse former, må effektene av bøyeradius og tilbakefjæringsvinkel også vurderes.

Dessuten, for å forhindre utladning av spissen, krever BusBars for Mersen Ferraz inne i høyspenningsbryteren vanligvis avfasede eller avrundede rektangler. Dette forbedrer ikke bare den elektriske feltfordelingen, men forbedrer også isolasjonsytelsen. Under produksjonen må bøyevinkler og dimensjonstoleranser kontrolleres strengt for å sikre minimal belastning under installasjon av kobberjordbussskinne, og forhindre skade på isolasjonskomponenter eller ujevn belastning på kontaktflater på grunn av tvungen installasjon.

Oppsummert er valget og utformingen av DistribusjonsbusBars et komplekst systemprosjekteringsprosjekt som integrerer elektriske beregninger og mekaniske prosesser. Bare ved å vurdere gjeldende bæreevne, termisk stabilitet og de faktiske produksjons- og installasjonsforholdene kan et økonomisk og sikkert kraftdistribusjonssystem utformes.