för matare med måttliga betyg, Säg upp till 600/800A, föredras kablar, medan för högre betyg (över 1000A) är preferensen att välja solida ledare (LT-bussystem) på grund av säkerhet, tillförlitlighet, underhåll, kostnad, utseende och enkel hantering. För större betyg kan fler kablar bli svåra och svåra att underhålla och kan ge problem med att hitta fel. De fasta anslutningarna som sträcker sig från matningssidan till mottagaränden genom samlingsskenor kallas busskanaler. Dessa bussstänger är inrymda i en plåthölje.
det största problemet kommer att hantera stora strömmar snarare än spänningar. Stora strömmar är svårare att hantera än spänningar på grund av ömsesidig induktion mellan ledarna och även mellan ledaren och höljet. Denna artikel beskriver de typer av metall slutna bussystem och deras konstruktionsparametrar för att välja rätt storlek på ledarsektionerna och buss kapslingar för en erforderlig ström rating och systemspänning.
typer av Metallslutna bussystem
ett bussystem kan vara en av följande typer, beroende på dess tillämpning:
-icke-segregerad
-segregerad
-isolerad fas
-stigande nät (vertikala bussystem)
-överliggande buss (horisontellt bussystem)
icke-segregerat fasbussystem
i denna konstruktion är alla bussfaser inrymda i ett metallhölje med tillräckligt avstånd mellan dem och även med höljet men utan några hinder mellan faserna som visas i Figur-1. Att vara levande, det är den mest använda metoden för alla typer av LT-system.
segregerat fasbussystem
i denna konstruktion är alla faser inrymda i ett metallhölje som tidigare men med en metallbarriär mellan varje fas som visas i Figur-2. De metalliska barriärerna ger den nödvändiga magnetiska avskärmningen och isolerar skenorna magnetiskt från varandra.
höljet kan vara av MS eller aluminiumlegering och de valda barriärerna kan vara av samma metall som höljet. Syftet med att tillhandahålla en metallbarriär är inte bara att dölja faserna mot kortslutningar utan också att minska effekten av närhet av en fas på den andra genom att arrestera det elektriska fältet som produceras av de strömbärande ledarna i själva barriären. Det fungerar nu som ett hölje med ett interfolierande arrangemang som balanserar fälten som produceras av ledarna i betydande utsträckning och tillåter endast ett måttligt fält i utrymmet.
dessa används vanligtvis för högre betyg 3000A och högre på alla spänningssystem. Dessa till skillnad från den tidigare, föredras på ett HT-system.
IPB-system (Isolated Phase Bus)
används för mycket stora betyg 10 000 A och högre. I denna konstruktion är ledarna i varje fas inrymda i ett separat icke-magnetiskt metallhölje för att isolera dem helt från varandra med följande fördelar.
– det eliminerar fas till fasfel.
– det minimerar närhetseffekterna mellan huvudströmbärande ledare i de intilliggande faserna till nästan noll på grund av magnetisk avskärmning.
– bussystemet är enkelt att hantera, Flexa och installera.
stigande nät (vertikalt bussystem)
används i vertikal formation för att leverera enskilda våningar i en höghus. Den stiger från botten av byggnaden och går till översta våningen. För att minska kostnaden kan värderingarna vara i minskande ordning efter var tredje eller fyra våningar, eftersom efter varje våning kommer belastningen på det golvet att minskas.
Overhead bus (horisontellt bussystem)
till skillnad från en hög stigare går nu overhead bus-systemet horisontellt, under taket i lämplig höjd, för att fördela ström till lätta och små lastpunkter. I ett överliggande samlingsskensystem kan strömmen tappas från valfritt antal punkter för att leverera lastpunkterna strax under den genom en plug-in-låda som är analog med den som används på ett stigande nät.
designparametrar och serviceförhållanden för ett Metallhöljt bussystem
ett bussystem skulle tilldelas följande betyg
-Nominell spänning
-Nominell frekvens
-nominell isoleringsnivå
-Effektfrekvensspänning motstå
-Impulsspänning motstå
-kontinuerlig maximal betyg
-nominell korttidsströmbetyg
-nominellt momentant toppvärde av felströmmen
-felets varaktighet
Kortslutningseffekter
syftet är att bestämma den minsta storleken på strömbärande ledare och besluta om montering arrangemang.
en kortslutning resulterar i en överdriven ström på grund av låg impedans hos den felaktiga kretsen mellan matningskällan och felet. Denna överdrivna ström resulterar i överdriven värme i de strömbärande ledarna, vilket sålunda genererar elektromagnetiska effekter och elektrodynamiska krafter för attraktion och repulsion mellan ledarna och deras monteringsstruktur. Dessa krafter fördelas jämnt över ledarnas längd.
effekten av en kortslutning hädanefter kräver att dessa två faktorer (termiska effekter och elektrodynamiska krafter) beaktas vid utformningen av storleken på de strömbärande ledarna och deras monteringsstruktur, som inkluderar mekaniska stöd, typ av isolatorer och typ av hårdvara, förutom det längsgående avståndet mellan stöden och gapet mellan fas till fasledare.
termiska effekter
med normala avbrottsenheter varar felströmmen i upp till 1 SEK. Denna tid är för kort för att tillåta värmeavledning från ledaren genom strålning eller konvektion. Den totala värmen som genereras på ett fel kommer således att släppas av ledaren själv. Ledarens storlek bör därför vara sådan att dess temperaturökning under ett fel kommer att bibehålla sin ändtemperatur under den nivå där ledarens metall börjar mjukna. Aluminium, den mest använda metallen för kraftkablar, överliggande transmissions-och distributionsledningar eller LT-och HT-ställverk och busskanalapplikationer, börjar mjukas vid en temperatur på cirka 180-200 grader. C.
som regel, på ett fel, en säker temperaturökning på 100 grader.C över den tillåtna sluttemperaturen på 85 grader.C eller 90 grader.C av ledaren under normal drift dvs upp till 185 grader.C-190 grader.C under feltillstånd anses säker och tas som grund för att bestämma storleken på ledaren.
den svetsade delen, såsom vid de flexibla lederna, bör också vara säker upp till denna temperatur och bör inte användas för detta ändamål där mässingslödning föredras.
för att bestämma ledarens minsta storlek för en önskad nivå Isc för att ta hänsyn till de termiska effekterna enbart används följande formel för att bestämma ledarens minsta storlek för någon felnivå.
där
qt = temperaturökning i 0C
Isc = symmetrisk felström i en
a = ledarens tvärsnittsarea (mm2)
a20= temperaturkoefficient för resistans vid 20 0C
0,00403 för ren Aluminium
0,00363 för aluminiumlegeringar
0,00393 för ren koppar
q = arbetstemperatur för ledaren vid vilken felet uppstår i 0C
k = 1.166 för aluminium och 0.52 för koppar
t = felets varaktighet (i sekunder)
exempel-1: För att bestämma ledarens minsta storlek för en felnivå på 50kA i en sekund för en aluminiumledare, förutsatt att temperaturökningen är 100 grader.C och ledarens initiala temperatur vid felet 85 grader.C, tvärsnittet av ledaren skulle vara
100 = (1.166/100) * (50000/A) 2. (1+0.00403*85) *1
genom att lösa A = 625,6 mm2 för ren Aluminium
= 617,6 mm2 för legeringar av Aluminium
= 416 mm2 för ren koppar
elektrodynamiska effekter:
kortslutningsströmmen är i allmänhet asymmetrisk och innehåller en LIKSTRÖMSKOMPONENT. LIKSTRÖMSKOMPONENTEN, även om den bara varar i tre eller fyra cykler, skapar ett sub-transient tillstånd och orsakar överdrivna elektrodynamiska krafter mellan de strömbärande ledarna. Monteringsstrukturen, skenstöden och fästena utsätts för dessa elektrodynamiska krafter. Även om denna kraft endast är tillfällig kan den orsaka permanent skada på komponenterna och måste beaktas vid utformningen av det nuvarande bärsystemet och dess monteringsstruktur. Den maximala kraften i platta skenor kan uttryckas med
Fm = Beräknad maximal dynamisk kraft som kan utvecklas i ett en – eller trefassystem på ett fel
ISC = rms-värde för den symmetriska felströmmen i ampere
k = rymdfaktor, vilket är 1 för cirkulära ledare.
för rektangulära ledare kan den hittas från rymdfaktorgraf (figur-3) motsvarande (S-A)/(a+b)
där
S = mittavstånd mellan två faser i mm
a = utrymme som upptas av ledarna i en fas I mm
b = ledarnas bredd i mm
se exempel-6
designhänsyn
-omgivningstemperatur
-kapslingens storlek
-spänningsfall
-hud-och närhetseffekt
omgivningstemperatur
för högre omgivningstemperaturer bör strömkapaciteten minskas på lämpligt sätt för att bibehålla samma ändtemperatur under kontinuerlig drift (derating). Sluttemperaturen för Aluminium anses vara säker vid 85-90 grader.C, vid vilken metallen inte försämras eller ändrar sin mekaniska styrka under en lång period av drift. Tabell-1 visar de tillåtna driftstemperaturerna för de olika delarna av ett bussystem. Tabell – 2 visar degraderingsfaktorerna för en högre omgivningstemperatur eller en lägre temperaturökning för samma sluttemperatur på 850C respektive 900C.
kapslingens storlek
kapslingen i bussystemet ger kylytan för värmeavledning. Dess storlek har en viktig inverkan på ledarnas temperaturökning och därmed påverka deras nuvarande bärkraft. Kapslingseffekten och ventilationsförhållandena i omgivningen där höljet är installerat bör således beaktas vid utformning av ett bussystem. Förhållandet mellan området för de strömbärande ledarna till höljets tvärsnittsarea kommer att utgöra grunden för att bestämma värmeavledningseffekten. Tabell – 3 föreslår scenariot för de ungefärliga spridningsfaktorerna som kan betraktas som sannolika de-betyg för ett bussystem under olika förhållanden. (Fortsättning följer)…
