Podrobné vysvětlení výběru měděných přípojnic, výpočtu proudové nosnosti a procesu ohýbání pro vysokonapěťové rozváděče

Proudová zatížitelnost elektrické měděné přípojnice se vztahuje k maximálnímu proudu, který může nepřetržitě přenášet, aniž by za určitých podmínek překročila svou přípustnou teplotu. V praktickém inženýrství není proudová zatížitelnost ohybové měděné přípojnice pevnou hodnotou, ale dynamickým parametrem ovlivněným různými faktory, jako je způsob instalace, okolní teplota, tvar průřezu- a počet vrstev.

Za prvé, způsob instalace má významný vliv na odvod tepla. Způsoby instalace uvnitř skříně se dělí především na horizontální a vertikální umístění. Vzhledem k tomu, že vertikální umístění plně využívá povrchovou plochu pro odvod tepla a dosahuje lepší konvekce vzduchu, je proudová kapacita vertikálního umístění obvykle o něco větší než kapacita horizontálního umístění. To je důvod, proč jsou hlavní přípojnice ve velkých rozvodných skříních většinou instalovány vertikálně.

Za druhé, teplota okolí je zásadní proměnnou, kterou je třeba vzít v úvahu. Návrhová referenční okolní teplota je obvykle 35 stupňů nebo 40 stupňů. Když je skutečná okolní teplota vyšší než tato referenční hodnota, proudová zatížitelnost zemní sběrnice chatsworth se sníží a musí být vynásobena odpovídajícím teplotním korekčním faktorem; naopak, čím nižší je teplota, tím více lze vhodně zvýšit proudovou zatížitelnost.

V inženýrském odhadu můžeme pro rychlý výpočet použít empirické vzorce. Pro jeden ohyb měděné přípojnice je její proudová zatížitelnost přibližně rovna šířce přípojnice (mm) vynásobené koeficientem tloušťky. Koeficient tloušťky se vztahuje k tloušťce měděné uzemněné přípojnice; například přípojnice o tloušťce 10 mm má koeficient přibližně 18 a přípojnice o tloušťce 12 mm má koeficient přibližně 20.

U vícevrstvých struktur není proudová zatížitelnost kvůli horšímu odvodu tepla jednoduchým vícenásobným sčítáním. Proudová zatížitelnost dvouvrstvé přípojnice je obvykle přibližně 1,56 až 1,58krát větší než kapacita jednovrstvé přípojnice, tří vrstev přibližně 2krát a čtyř vrstev přibližně 2,45krát. Je však třeba poznamenat, že čtyři vrstvy a více se nedoporučují pro technické aplikace kvůli potížím s rozptylem tepla a výraznému kožnímu efektu; místo toho se doporučuje použít přípojnice nepravidelného tvaru nebo jednovrstvé přípojnice s větším{10}}průřezem.

V konstrukci vysokonapěťových rozváděčů nestačí pouhé splnění požadavků na jmenovitou proudovou zatížitelnost ani zdaleka nestačí. Elektrická zemnící přípojnice musí být schopna odolat vlivu zkratového-proudu systému, tj. splňovat požadavek na „krátkodobý-výdržný proud“. To je zásadní pro zajištění toho, že se elektrolytická měděná přípojnice neroztaví v důsledku přehřátí nebo nezpůsobí poškození zařízení v případě zkratové-závady.

Podle vzorce v příloze D standardu GB3906 můžeme vypočítat minimální průřez-plochy izolované zemní přípojnice na základě podmínek tepelné stability. Vzorec je: S=(I / a) × √(t / Δθ). Kde S je plocha průřezu vodiče, I je jmenovitý krátkodobý-proud (zkratový{7}}proud), a je materiálový koeficient (13 pro měď), t je doba trvání zkratu- (obvykle 4 sekundy u vysokonapěťových systémů) a ΔusK je obvykle nárůst teploty.

Tento vzorec lze použít k odvození minimálních-požadavků na průřezovou plochu pro různá hodnocení zkratu-. Například pro systém 25 kA/4S musí být minimální průřez-tečebné přípojnice telekomunikace 260 mm²; pro systém 31,5 kA/4S musí být minimální plocha průřezu 330 mm²; a pro systém 63 kA/4S to musí být 660 mm². Při skutečném výběru musí návrháři vypočítat plochu průřezu požadovanou pro jmenovitý proud a -plochu průřezu požadovanou pro odolnost proti zkratu- a jako konečný základ pro výběr vzít maximální hodnotu těchto dvou. Například obvod se jmenovitým proudem 630 A vyžaduje pouze průřez 40×6{22}}, ale pokud je zkratový-proud systému 31,5 kA, pak je nutné zvolit průřez nejméně 330 mm² (například 60×6), aby byla zajištěna bezpečnost systému.

Přesnost obrábění BusBar pro Siemens přímo ovlivňuje snadnou instalaci v rozvaděči a shodu elektrických vůlí. Během procesu ohýbání a vysekávání je třeba přesně vypočítat "délku materiálu", tj. délku v rozloženém stavu. Protože přípojnice pro Weidmuller prochází plastickou deformací v bodě ohybu-je vnější strana natažena a prodloužena, zatímco vnitřní strana je stlačena a zkrácena-, musí být do výpočtu zaveden kompenzační koeficient.

Pro běžné ploché ohyby (pravoúhlé ohyby) se ve strojírenství běžně používá buď "externí výpočetní metoda" nebo "interní výpočetní metoda". Obecný vzorec pro metodu externího výpočtu je: Celková délka=Součet vnějších rozměrů každého segmentu + Hodnota kompenzace - Koeficient × Počet pravých-úhlových ohybů. Specifický kompenzační koeficient souvisí s tloušťkou izolátorů BusBar Výrobci; například u materiálů o tloušťce 3 mm může každý pravoúhlý-ohyb vyžadovat další přídavek přibližně 0,3 mm, zatímco materiály o tloušťce 10 mm vyžadují ještě více. Při zpracování vícevrstvých ohybů nebo složitých tvarů je třeba vzít v úvahu také vliv poloměru ohybu a úhlu odpružení.

Kromě toho, aby se zabránilo vybití hrotu, sběrnice pro Mersen Ferraz uvnitř vysokonapěťového rozváděče obvykle vyžadují zkosení nebo zaoblené obdélníky. To nejen zlepšuje rozložení elektrického pole, ale také zlepšuje izolační výkon. Během výroby musí být přísně kontrolovány úhly ohybu a rozměrové tolerance, aby bylo zajištěno minimální namáhání během instalace měděné zemnící přípojnice, aby se zabránilo poškození izolačních součástí nebo nerovnoměrnému namáhání kontaktních ploch v důsledku nucené instalace.

Stručně řečeno, výběr a návrh distribučních přípojnic je komplexní projekt systémového inženýrství integrující elektrické výpočty a mechanické procesy. Pouze komplexním zvážením proudové zatížitelnosti, tepelné stability a skutečných výrobních a instalačních podmínek lze navrhnout ekonomický a bezpečný systém distribuce energie.