a közepes, mondjuk 600/800A-ig terjedő besorolású adagolók esetében a kábeleket részesítik előnyben, míg a magasabb (1000A feletti) besorolásoknál a szilárd vezetők (LT buszrendszerek) előnyben részesítik a biztonságot, a megbízhatóságot, a karbantartást, a költségeket, a megjelenést és a könnyű kezelhetőséget. Nagyobb értékek esetén több kábel nehézkessé és nehezen karbantarthatóvá válhat, és problémákat okozhat a hibák megtalálásában. A gyűjtősíneken keresztül a betáplálási oldalról a fogadóvégre kiterjesztett szilárd csatlakozásokat buszcsatornáknak nevezzük. Ezek a buszrudak egy fémlemez házban vannak elhelyezve.
a fő probléma a nagy áramok, nem pedig a feszültségek kezelése lesz. A nagy áramokat nehezebb kezelni, mint a feszültségeket a vezetők közötti kölcsönös indukció, valamint a vezető és a burkolat között. Ez a cikk részletesen ismerteti a fém zárt buszrendszerek típusait és azok tervezési paramétereit, hogy kiválassza a vezető szakaszok és a buszházak megfelelő méretét a kívánt áramértékhez és rendszerfeszültséghez.
Fémzáras buszrendszerek típusai
a buszrendszer az alkalmazásától függően az alábbi típusok egyike lehet:
-nem szegregált
-szegregált
-izolált fázis
-emelkedő hálózati (függőleges buszrendszerek)
-felső busz (vízszintes buszrendszer)
nem szegregált fázisú buszrendszer
ebben a konstrukcióban az összes buszfázist egy fémdobozban helyezik el, megfelelő távolsággal közöttük és a burkolattal együtt, de a fázisok közötti akadályok nélkül, az ábrán látható módon-1. Mivel élénk, ez a legszélesebb körben alkalmazott módszertan minden típusú LT rendszerhez.
szegregált fázisú buszrendszer
ebben a konstrukcióban az összes fázis egy fémes házban van elhelyezve, mint korábban, de az egyes fázisok között fémes gát van, amint azt a 2.ábra mutatja. A fémes korlátok biztosítják a szükséges mágneses árnyékolást, és mágnesesen elkülönítik a gyűjtősíneket egymástól.
a burkolat lehet MS vagy alumíniumötvözetből, a választott korlátok pedig ugyanolyan fémből készülhetnek, mint a burkolat. A fémes gát biztosításának célja nemcsak a fázisok rövidzárlat elleni burkolása, hanem az egyik fázis közelségének a másikra gyakorolt hatásának csökkentése is azáltal, hogy megállítja az áramvezető vezetők által a gáton belül előállított elektromos mezőt. Most úgy működik, mint egy burkolat, amelynek átlapoló elrendezése jelentős mértékben kiegyensúlyozza a vezetők által előállított mezőket, és csak mérsékelt mezőt enged a térben.
ezeket általában a 3000A vagy annál magasabb besorolásokhoz használják az összes feszültségrendszeren. Ezek ellentétben az előbbi, előnyösek a HT rendszer.
izolált fázisú busz (IPB) rendszer
nagyon nagy, 10 000 A vagy annál nagyobb besorolásokhoz használják. Ebben a konstrukcióban az egyes fázisok vezetőit külön, nem mágneses fémházban helyezik el, hogy teljesen elkülönítsék egymástól a következő előnyökkel.
– megszünteti a fázis – fázis hibákat.
– a mágneses árnyékolás miatt minimálisra csökkenti a szomszédos fázisok főáramvezetői közötti közelségi hatásokat.
– a buszrendszer könnyen kezelhető, rugalmas és telepíthető.
emelkedő hálózat (függőleges buszrendszer)
függőleges kialakításban használják egy sokemeletes épület egyes emeleteinek ellátására. Az épület aljáról emelkedik, és a legfelső emeletre fut. A költségek csökkentése érdekében a minősítések csökkenő sorrendben lehetnek minden három vagy négy emelet után, mivel minden emelet után csökken az adott emelet terhelése.
felső busz (vízszintes buszrendszer)
a magas felszállóval ellentétben most a felső buszrendszer vízszintesen, a mennyezet alatt, megfelelő magasságban fut, hogy elosztja az energiát a fény és a kis terhelési pontok között. Egy felső gyűjtősín rendszerben az áramellátás tetszőleges számú pontról megcsapolható,hogy a közvetlenül alatta lévő terhelési pontokat egy dugaszolható dobozon keresztül táplálja, hasonlóan a növekvő hálózatokhoz.
tervezési paraméterek és Szolgáltatási Feltételek egy fém zárt Buszrendszerhez
egy buszrendszerhez a következő minősítéseket rendelnék
-Névleges feszültség
-Névleges frekvencia
-Névleges szigetelési szint
-teljesítmény frekvencia feszültség ellenáll
-Impulzusfeszültség ellenáll
-folyamatos maximális értékelés
-névleges rövid idő áramérték
-névleges pillanatnyi csúcsérték a hiba áram
-a hiba időtartama
rövidzárlat hatások
a cél az áramvezető vezetékek minimális méretének meghatározása és a felszerelés meghatározása megállapodás.
a rövidzárlat túlzott áramot eredményez a hibás áramkör alacsony impedanciája miatt a tápforrás és a hiba között. Ez a túlzott áram túlzott hőt eredményez az áramvezető vezetőkben, ami így elektromágneses hatásokat és elektrodinamikai vonzóerőt és taszító erőket generál a vezetők és a rögzítőszerkezetük között. Ezek az erők egyenletesen oszlanak el a vezetők hosszában.
a rövidzárlat hatása ezentúl megköveteli, hogy ezt a két tényezőt (hőhatások és elektrodinamikai erők) figyelembe vegyék az áramvezető vezetők méretének és szerelési szerkezetének megtervezésekor, amely magában foglalja a mechanikus tartókat, a szigetelők típusát és a hardver típusát, a tartók közötti hosszanti távolság és a fázisvezetők közötti rés mellett.
hőhatások
normál megszakító készülékeknél a hibaáram legfeljebb 1 másodpercig tart. Ez az idő túl rövid ahhoz, hogy lehetővé tegye a vezető hőelvezetését sugárzás vagy konvekció útján. A hiba során keletkező teljes hőt tehát maga a vezető fogja eloszlatni. A vezető méretének tehát olyannak kell lennie, hogy a hiba során bekövetkező hőmérséklet-emelkedés a véghőmérsékletet azon szint alatt tartsa, ahol a vezető fémje lágyulni kezd. Az alumínium, a legelterjedtebb fém a tápkábelekhez, a felsővezetékekhez és az elosztóvezetékekhez, vagy az LT és HT kapcsolóberendezések összeszereléséhez és a buszcsatorna alkalmazásokhoz, 180-200 fok körüli hőmérsékleten kezd lágyulni. C.
általában hiba esetén 100 fokos biztonságos hőmérséklet-emelkedés.C a megengedett véghőmérséklet felett 85 fok.C vagy 90 fok.A vezető C-je normál üzem közben, azaz 185 fokig.C-190 fok.A C hiba esetén biztonságosnak tekinthető, és alapul szolgál a vezető méretének meghatározásához.
a hegesztett résznek, például a rugalmas illesztéseknél, ezen hőmérsékletig is biztonságosnak kell lennie, és nem szabad erre a célra használni, ahol a sárgaréz forrasztást részesítik előnyben.
a vezeték minimális méretének meghatározásához egy szükséges szinthez Isc csak a hőhatások figyelembevétele érdekében a következő képletet használjuk a vezeték minimális méretének meghatározására bármely hibaszintnél.
ahol
qt = hőmérséklet-emelkedés 0C-ban
Isc = szimmetrikus hibaáram a
a = a vezető keresztmetszeti területe (mm2)
a20= hőmérsékleti ellenállási együttható 20-nál 0C
0,00403 tiszta alumínium esetében
0,00363 alumíniumötvözetek esetében
0,00393 tiszta réz esetében
q = annak a vezetőnek az üzemi hőmérséklete, amelynél a hiba a 0c
k = 1,166 alumínium és 0,52 réz esetében
t = A hiba időtartama (másodpercben)
példa-1: A vezeték minimális méretének meghatározása 50kA hibaszint esetén egy másodpercig egy Alumíniumvezetőnél, feltételezve, hogy a hőmérséklet-emelkedés 100 fok.C és a vezető kezdeti hőmérséklete a hiba pillanatában 85 fok.C, a keresztmetszet a vezető lenne
100 = (1.166/100) * (50000/A) 2. (1+0.00403*85) *1
a = 625,6 mm2 megoldásával tiszta alumínium
= 617,6 mm2 alumíniumötvözetek
= 416 mm2 tiszta réz
elektrodinamikai hatások:
a rövidzárlati áram általában aszimmetrikus, és egyenáramú komponenst tartalmaz. Az egyenáramú komponens, bár csak három vagy négy cikluson át tart, átmeneti állapotot hoz létre, és túlzott elektrodinamikai erőket okoz az áramvezető vezetők között. A szerelőszerkezet, a gyűjtősíntartók és a kötőelemek ezeknek az elektrodinamikai erőknek vannak kitéve. Bár ez az erő csak pillanatnyi, maradandó károsodást okozhat az alkatrészekben, és ezt figyelembe kell venni az aktuális hordozórendszer és szerelőszerkezetének tervezésekor. A lapos gyűjtősínekben a legnagyobb erő a következőképpen fejezhető ki
Fm = becsült maximális dinamikus erő, amely egy vagy háromfázisú rendszerben kialakulhat hiba esetén
ISC = a szimmetrikus hibaáram rms értéke amperben
k = tér tényező, amely 1 kör alakú vezetők esetén.
négyszögletes vezetők esetében a térfaktor-grafikonból (3. ábra) található, amely megfelel (S-a)/(A+b)
ahol
S = két fázis közötti középtávolság mm-ben
a = az egyik fázis vezetői által elfoglalt tér mm-ben
b = a vezetők szélessége mm-ben
lásd a 6. példát 5172>
tervezési szempontok
-környezeti hőmérséklet
-a burkolat mérete
– feszültségesés
– bőr és közelségi hatás
környezeti hőmérséklet
magasabb környezeti hőmérséklet esetén az áramkapacitást megfelelően csökkenteni kell, hogy a ugyanaz a véghőmérséklet folyamatos működés közben (csökkentés). Az alumínium véghőmérséklete biztonságosnak tekinthető 85-90 foknál.C, amelynél a fém nem romlik, vagy nem változtatja meg mechanikai szilárdságát hosszú üzemidő alatt. Az 1. táblázat felsorolja a buszrendszer különböző részeinek megengedett üzemi hőmérsékletét. A 2. táblázat felsorolja a magasabb környezeti hőmérséklet vagy alacsonyabb hőmérséklet-emelkedés minősítési tényezőit ugyanazon 850c vagy 900C véghőmérséklet esetén.
a burkolat mérete
a buszrendszer burkolata biztosítja a hűtőfelületet a hőelvezetéshez. Mérete fontos hatással van a vezetők hőmérséklet-emelkedésére, és így befolyásolja jelenlegi teherbírásukat. Ezért a buszrendszer tervezésekor figyelembe kell venni a burkolat hatását és annak a környezetnek a szellőztetési körülményeit, amelybe a burkolat be van építve. Az áramvezető vezetékek területének a burkolat keresztmetszetéhez viszonyított aránya adja az alapot a hőelvezetési hatás meghatározásához. A 3. táblázat a hozzávetőleges disszipációs tényezők forgatókönyvét javasolja, amelyek különböző körülmények között valószínű de-minősítésnek tekinthetők egy buszrendszer esetében. (Folytatás)…
