Detaljerad förklaring av val av kopparskenor, beräkning av strömbärkapacitet och böjningsprocess för högspänningsställverk

Strömkapaciteten för en elektrisk kopparskena avser den maximala ström som den kontinuerligt kan bära utan att överskrida dess tillåtna temperatur under specificerade förhållanden. Inom praktisk teknik är strömbärförmågan för en böjd kopparskena inte ett fast värde, utan en dynamisk parameter som påverkas av olika faktorer som installationsmetod, omgivningstemperatur, tvärsnittsform och antal lager.

För det första har installationsmetoden en betydande inverkan på värmeavledning. Installationsmetoder inom skåpet är huvudsakligen uppdelade i horisontell och vertikal placering. Eftersom vertikal placering utnyttjar värmeavledningsytan mer fullständigt och uppnår bättre luftkonvektion, är strömbärförmågan för vertikal placering vanligtvis något större än den för horisontell placering. Det är därför huvudskenor i stora distributionsskåp oftast installeras vertikalt.

För det andra är omgivningstemperaturen en avgörande variabel som måste beaktas. Designreferens omgivande temperatur är vanligtvis 35 grader eller 40 grader. När den faktiska omgivningstemperaturen är högre än denna referens, kommer den aktuella bärförmågan för chatsworth jordskena att minska, och den måste multipliceras med motsvarande temperaturkorrigeringsfaktor; omvänt, ju lägre temperatur, desto mer kan strömbärförmågan på lämpligt sätt ökas.

Vid teknisk uppskattning kan vi använda empiriska formler för snabb beräkning. För en enkel böjning av en kopparskena är dess strömkapacitet ungefär lika med samlingsskenans bredd (mm) multiplicerad med en tjocklekskoefficient. Tjocklekskoefficienten är relaterad till kopparslipad samlingsskenas tjocklek; till exempel har en 10 mm tjock samlingsskena en koefficient på cirka 18 och en 12 mm tjock samlingsskena har en koefficient på cirka 20.

För fler-lagerstrukturer, på grund av sämre värmeavledning, är den nuvarande bärförmågan inte ett enkelt multipeltillägg. Den nuvarande bärförmågan för en dubbel-lagerskena är vanligtvis cirka 1,56 till 1,58 gånger den för en enkel-lagerskena, tre lager cirka 2 gånger och fyra lager cirka 2,45 gånger. Det är dock värt att notera att fyra lager och över inte rekommenderas för tekniska tillämpningar på grund av svårigheter med värmeavledning och betydande hudeffekt; Det föreslås att du istället använder oregelbundet formade samlingsskenor eller enkellagers-lager med större{10} tvärsnitt.

I högspänningsställverksdesign är det långt ifrån tillräckligt att bara uppfylla kravet på märkströmskapacitet. Den elektriska jordskenan måste kunna motstå påverkan av systemets kortslutningsström, dvs uppfylla kravet på "kort-tid motstå ström". Detta är avgörande för att säkerställa att den elektrolytiska kopparskenan inte smälter på grund av överhettning eller orsakar utrustningsskador i händelse av kortslutningsfel.

Enligt formeln i Appendix D i GB3906-standarden kan vi beräkna den minsta-tvärsnittsarean för den isolerade jordskenan baserat på termiska stabilitetsförhållanden. Formeln är: S=(I / a) × √(t / Δθ). Där S är ledartvärsnittsarean, I är den nominella strömstyrkan för kort-tid (kort-kretsström), a är materialkoefficienten (13 för koppar), t är den korta-kretsens varaktighet (vanligtvis 4 sekunder för hög-spänningssystem) och Δ2θus är strömförsörjningen (Ku 5).

Den här formeln kan användas för att härleda minimikraven för-tvärsnittsarea för olika-kortslutningsklassificeringar. Till exempel, för ett 25kA/4S-system måste den minsta-tvärsnittsarean för telekomjordsamlingsskenan vara 260 mm²; för ett 31,5kA/4S-system måste den minsta-tvärsnittsarean vara 330 mm²; och för ett 63kA/4S-system måste det vara 660 mm². I det faktiska urvalet måste konstruktörer beräkna tvärsnittsarean som krävs för märkströmmen och tvärsnittsarean som krävs för kortslutningshållfasthet- och ta det maximala värdet av de två som det slutliga valet. Till exempel kräver en krets med en märkström på 630A bara ett tvärsnitt på 40×6-, men om systemets kortslutningsström- är 31,5 kA, måste ett tvärsnitt på minst 330 mm² (som 60×6) väljas för att säkerställa systemets säkerhet.

Bearbetningsnoggrannheten hos BusBar för Siemens påverkar direkt enkel installation i skåpet och överensstämmelse med elektriska avstånd. Under bocknings- och stansningsprocessen måste "materiallängden", dvs den utvikta längden, beräknas noggrant. Eftersom BusBar för Weidmuller genomgår plastisk deformation vid böjningspunkten-sträcks den yttre sidan och förlängs, medan den inre sidan komprimeras och förkortas-måste en kompensationskoefficient införas i beräkningen.

För vanliga platta böjar (rätvinkliga böjar) används vanligtvis antingen den "externa beräkningsmetoden" eller den "interna beräkningsmetoden" inom teknik. Den allmänna formeln för den externa beräkningsmetoden är: Total längd=Summan av de yttre dimensionerna för varje segment + Kompensationsvärde - Koefficient × Antal räta-vinkelböjar. Den specifika kompensationskoefficienten är relaterad till tjockleken på BusBar Insulator Manufacturers; t.ex. för 3 mm tjocka material kan varje rätvinklig-böj kräva en extra kapacitet på cirka 0,3 mm, medan 10 mm tjocka material kräver ännu mer. Vid bearbetning av flerskiktsböjar eller komplexa former måste effekterna av böjningsradien och återfjädringsvinkeln också beaktas.

Dessutom, för att förhindra spetsurladdning, kräver BusBars för Mersen Ferraz inuti högspänningsställverket vanligtvis avfasade eller rundade rektanglar. Detta förbättrar inte bara fördelningen av det elektriska fältet utan förbättrar också isoleringsprestandan. Under tillverkningen måste böjvinklar och dimensionstoleranser kontrolleras strikt för att säkerställa minimal spänning under installation av kopparjordsamlingsskena, vilket förhindrar skador på isoleringskomponenter eller ojämn belastning på kontaktytor på grund av tvångsinstallation.

Sammanfattningsvis är valet och designen av Distributions BusBars ett komplext systemtekniskt projekt som integrerar elektriska beräkningar och mekaniska processer. Endast genom att heltäckande överväga strömbärförmåga, termisk stabilitet och de faktiska tillverknings- och installationsförhållandena kan ett ekonomiskt och säkert kraftdistributionssystem utformas.