pentru alimentatoarele cu rating moderat, să zicem până la 600 / 800A, cablurile sunt preferate, în timp ce pentru ratinguri mai mari (peste 1000A) preferința este de a opta pentru conductoare solide (sisteme de magistrală LT) din motive de siguranță, fiabilitate, întreținere, cost, aspect și ușurință în manipulare. Pentru evaluări mai mari, mai multe cabluri pot deveni greoaie și dificil de întreținut și pot prezenta probleme în localizarea defecțiunilor. Conexiunile solide extinse de la partea de alimentare până la capătul de recepție prin bare de bare se numesc conducte de autobuz. Aceste bare de autobuz sunt adăpostite într-o carcasă din tablă.
preocuparea majoră va fi tratarea curenților mari, mai degrabă decât a tensiunilor. Curenții mari sunt mai greu de manevrat decât tensiunile datorită inducției reciproce între conductori și, de asemenea, între conductor și carcasă. Acest articol elaborează tipurile de sisteme de magistrală închise din metal și parametrii lor de proiectare pentru a selecta dimensiunea corectă a secțiunilor conductorului și a carcaselor magistralei pentru o tensiune de curent necesară și tensiunea sistemului.
tipuri de sisteme de magistrală închise din Metal
un sistem de magistrală poate fi unul dintre următoarele tipuri, în funcție de aplicarea sa:
-nesegregat
-Segregat
-fază izolată
-rețea ascendentă (sisteme de magistrală verticală)
-magistrală aeriană (sistem de magistrală orizontală)
sistem de magistrală de fază nesegregată
în această construcție, toate fazele magistralei sunt adăpostite într-o singură incintă metalică, cu o distanță adecvată între ele și, de asemenea, cu incintă, dar fără bariere între faze, așa cum se arată în Figura-1. Fiind viu, este cea mai utilizată metodologie pentru toate tipurile de sisteme LT.
sistem de magistrală de fază segregată
în această construcție, toate fazele sunt adăpostite într-o singură incintă metalică ca mai devreme, dar cu o barieră metalică între fiecare fază, așa cum se arată în Figura 2. Barierele metalice asigură ecranarea magnetică necesară și izolează barele magnetice unele de altele.
carcasa poate fi din MS sau aliaj de aluminiu, iar barierele alese pot fi din același metal ca și carcasa. Scopul furnizării unei bariere metalice nu este doar de a acoperi fazele împotriva scurtcircuitelor, ci și de a reduce efectul apropierii unei faze pe cealaltă prin oprirea câmpului electric produs de conductorii care transportă curentul în interiorul barierei. Acum funcționează ca o incintă cu un aranjament de intercalare care echilibrează câmpurile produse de conductori într-o măsură substanțială și permite doar un câmp moderat în spațiu.
acestea sunt utilizate în general pentru ratinguri mai mari 3000A și mai sus pe toate sistemele de tensiune. Acestea, spre deosebire de cele dintâi, sunt preferate pe un sistem HT.
sistem de autobuz de fază izolat (IPB)
utilizat pentru evaluări foarte mari de 10.000 A și mai sus. În această construcție, conductorii fiecărei faze sunt adăpostiți într-o carcasă metalică nemagnetică separată pentru a le izola complet unul de celălalt cu următoarele avantaje.
-elimină defectele de fază la fază.
– minimizează efectele de proximitate dintre conductorii principali care transportă curentul fazelor adiacente la aproape zero datorită ecranării magnetice.
– sistemul de autobuz este ușor de manevrat, flexibil și instalat.
rețea în creștere (sistem de autobuz Vertical)
utilizat în formarea verticală pentru a furniza podele individuale ale unei clădiri înalte. Se ridică din partea de jos a clădirii și se duce la ultimul etaj. Pentru a reduce costul, ratingurile pot fi în ordine descrescătoare după fiecare trei sau patru etaje, deoarece după fiecare etaj sarcina acelui etaj va fi redusă.
magistrala aeriană (sistem de magistrală orizontală)
spre deosebire de o coloană înaltă, Acum sistemul de magistrală aeriană rulează orizontal, sub tavan la o înălțime adecvată, pentru a distribui puterea către punctele de încărcare ușoare și mici. Într-un sistem de bare aeriene, puterea poate fi exploatată din orice număr de puncte pentru a furniza punctele de încărcare chiar sub ea printr-o cutie plug-in analogă cu cea utilizată pe o rețea în creștere.
parametrii de proiectare și condițiile de funcționare pentru un sistem de magistrală închis din Metal
unui sistem de magistrală i se vor atribui următoarele evaluări
-Tensiune nominală
-Frecvență nominală
-nivel nominal de izolație
-Tensiune nominală de frecvență de putere
-Tensiune de impuls
-valoare maximă continuă
-valoare nominală a curentului de defect
-durata defecțiunii
efecte de scurtcircuit
scopul este de a determina dimensiunea minimă a conductorilor de transport curent și de a decide cu privire la montare aranjament.
un scurtcircuit are ca rezultat un curent excesiv din cauza impedanței scăzute a circuitului defect între sursa de alimentare și defecțiune. Acest curent excesiv are ca rezultat căldură excesivă în conductorii de transport curent, care generează astfel efecte electromagnetice și forțe electrodinamice de atracție și repulsie între conductori și structura lor de montare. Aceste forțe sunt distribuite uniform pe lungimea conductorilor.
efectul unui scurtcircuit de acum înainte necesită ca acești doi factori (efecte termice și forțe electrodinamice) să fie luați în considerare la proiectarea dimensiunii conductorilor de transport curent și a structurii lor de montare, care include suporturi mecanice, tip de izolatori și tip de hardware, pe lângă distanța longitudinală dintre suporturi și decalajul dintre conductorii de fază la fază.
efecte termice
la dispozitivele normale de întrerupere, curentul de defecțiune durează până la 1 sec. Acest timp este prea scurt pentru a permite disiparea căldurii de la conductor prin radiație sau convecție. Căldura totală generată pe o defecțiune va fi astfel disipată de conductorul însuși. Prin urmare, dimensiunea conductorului trebuie să fie astfel încât creșterea temperaturii sale în timpul unei defecțiuni să-și mențină temperatura finală sub nivelul în care metalul conductorului va începe să se înmoaie. Aluminiul, cel mai utilizat metal pentru cablurile de alimentare, liniile aeriene de transmisie și distribuție sau aplicațiile de asamblare a comutatoarelor LT și HT și conducta de autobuz, începe să se înmoaie la o temperatură de aproximativ 180-200 de grade. C.
de regulă, pe o defecțiune, o creștere sigură a temperaturii de 100 de grade.C peste temperatura admisibilă de 85 de grade.C sau 90 de grade.C a conductorului în timpul funcționării normale, adică până la 185 de grade.C – 190 grade.C în timpul defect condiție este considerată sigură și luate ca bază pentru a determina dimensiunea conductorului.
porțiunea sudată, cum ar fi la îmbinările flexibile, ar trebui să fie, de asemenea, sigură până la această temperatură și nu ar trebui utilizată în acest scop în cazul în care este preferată lipirea din alamă.
pentru a determina dimensiunea minimă a conductorului pentru un nivel necesar Isc pentru a ține cont doar de efectele termice, următoarea formulă este utilizată pentru a determina dimensiunea minimă a conductorului pentru orice nivel de defecțiune.
unde
qt = creșterea temperaturii în 0c
Isc = curent de defecțiune simetric într-un
a = aria secțiunii transversale a conductorului (mm2)
A20= coeficientul de rezistență la temperatură la 20 0C
0,00403 pentru aluminiu pur
0,00363 pentru aliaje de aluminiu
0,00393 pentru cupru pur
q = temperatura de funcționare a conductorului la care 0C
k = 1,166 pentru aluminiu și 0,52 pentru cupru
t = durata defecțiunii (în secunde)
exemplu-1: Pentru a determina dimensiunea minimă a conductorului pentru un nivel de defecțiune de 50kA pentru o secundă pentru un conductor de aluminiu, presupunând că creșterea temperaturii este de 100 de grade.C și temperatura inițială a conductorului în momentul defectării 85 grade.C, secțiunea transversală a conductorului ar fi
100 = (1.166/100) * (50000/A) 2. (1+0.00403*85) *1
prin rezolvarea a = 625,6 mm2 pentru aluminiu pur
= 617,6 mm2 pentru aliaje de aluminiu
= 416 mm2 pentru cupru pur
efecte Electro-dinamice:
curentul de scurtcircuit este în general asimetric și conține o componentă DC. Componenta DC, deși durează doar trei sau patru cicluri, creează o stare sub-tranzitorie și provoacă forțe electro-dinamice excesive între conductorii de transport curent. Structura de montare, suporturile pentru bare și elementele de fixare sunt supuse acestor forțe electrodinamice. Deși această forță este doar momentană, poate provoca deteriorarea permanentă a componentelor și trebuie luată în considerare la proiectarea sistemului de transport curent și a structurii sale de montare. Forța maximă în barele de bare plate poate fi exprimată prin
Fm = forța dinamică maximă estimată care se poate dezvolta într-un sistem monofazat sau trifazat pe o defecțiune
ISC = valoarea RMS a curentului de defecțiune simetric în amperi
k = factor de spațiu, care este 1 pentru conductorii circulari.
pentru conductorii dreptunghiulari, acesta poate fi găsit din graficul factorului spațial (figura-3) corespunzător (S-a)/(a+b)
unde
S = distanța centrală între două faze în mm
a = spațiul ocupat de conductorii unei faze în mm
b = lățimea conductorilor în mm
a se vedea exemplul-6
considerații de proiectare
-temperatura ambiantă
-dimensiunea incintei
-cădere de tensiune
-piele și efect de proximitate
temperatura ambiantă
pentru temperaturi ambientale mai ridicate, capacitatea curentă trebuie redusă corespunzător pentru a menține temperatura ambiantă aceeași temperatură finală în timpul funcționării continue (scădere). Temperatura finală pentru aluminiu este considerată sigură la 85-90 grade.C, la care metalul nu se deteriorează sau nu își schimbă rezistența mecanică pe o perioadă lungă de funcționare. Tabelul – 1 enumeră temperaturile de funcționare admise ale diferitelor părți ale unui sistem de autobuz. Tabelul-2 enumeră factorii de evaluare pentru o temperatură ambiantă mai ridicată sau o creștere mai scăzută a temperaturii pentru aceeași temperatură finală de 850c sau, respectiv, 900C.
dimensiunea incintei
carcasa sistemului bus asigură suprafața de răcire pentru disiparea căldurii. Dimensiunea sa are un impact important asupra creșterii temperaturii conductorilor și, astfel, să afecteze capacitatea lor de transport curent. Efectul de incintă și condițiile de ventilare ale împrejurimilor în care este instalată incinta ar trebui, prin urmare, luate în considerare la proiectarea unui sistem bus. Raportul dintre aria conductorilor de transport curent și aria secțiunii transversale a incintei va oferi baza pentru determinarea efectului de disipare a căldurii. Tabelul-3 sugerează scenariul factorilor aproximativi de disipare care pot fi considerați ca fiind de-ratinguri probabile pentru un sistem bus în condiții diferite. (De continuat)…
