Giải thích chi tiết về lựa chọn thanh cái đồng, tính toán khả năng mang dòng và quy trình uốn cho thiết bị đóng cắt điện áp cao

Khả năng mang dòng của thanh cái đồng điện là dòng điện tối đa mà nó có thể mang liên tục mà không vượt quá nhiệt độ cho phép trong các điều kiện quy định. Trong kỹ thuật thực tế, khả năng mang dòng điện của thanh cái đồng uốn không phải là một giá trị cố định mà là một thông số động bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khác nhau như phương pháp lắp đặt, nhiệt độ môi trường, hình dạng mặt cắt ngang và số lớp.

Đầu tiên, phương pháp lắp đặt có tác động đáng kể đến khả năng tản nhiệt. Phương pháp lắp đặt trong tủ chủ yếu được chia thành vị trí ngang và dọc. Vì vị trí thẳng đứng tận dụng diện tích bề mặt tản nhiệt đầy đủ hơn và đạt được sự đối lưu không khí tốt hơn nên khả năng mang dòng điện của vị trí thẳng đứng thường lớn hơn một chút so với vị trí nằm ngang. Đây là lý do vì sao thanh cái chính trong các tủ phân phối lớn hầu hết được lắp đặt theo chiều dọc.

Thứ hai, nhiệt độ môi trường xung quanh là một biến quan trọng phải được xem xét. Nhiệt độ môi trường tham chiếu thiết kế thường là 35 độ hoặc 40 độ. Khi nhiệt độ môi trường thực tế cao hơn mức tham chiếu này, khả năng mang dòng điện của thanh cái nối đất chatsworth sẽ giảm và phải nhân với hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ tương ứng; ngược lại, nhiệt độ càng thấp thì khả năng mang dòng điện càng được tăng lên một cách thích hợp.

Trong ước tính kỹ thuật, chúng ta có thể sử dụng các công thức thực nghiệm để tính toán nhanh. Đối với uốn thanh cái bằng đồng đơn, khả năng mang dòng điện của nó xấp xỉ bằng chiều rộng thanh cái (mm) nhân với hệ số độ dày. Hệ số độ dày liên quan đến độ dày thanh cái nối đất bằng đồng; ví dụ: thanh cái dày 10 mm có hệ số xấp xỉ 18 và thanh cái dày 12 mm có hệ số xấp xỉ 20.

Đối với cấu trúc nhiều{0}}lớp, do khả năng tản nhiệt kém hơn nên khả năng mang dòng điện không phải là phép cộng bội đơn giản. Khả năng mang dòng điện của thanh cái hai lớp thường gấp khoảng 1,56 đến 1,58 lần so với thanh cái một lớp, ba lớp khoảng 2 lần và bốn lớp khoảng 2,45 lần. Tuy nhiên, điều đáng chú ý là không nên sử dụng bốn lớp trở lên cho các ứng dụng kỹ thuật do khó tản nhiệt và ảnh hưởng đáng kể đến bề mặt; thay vào đó, bạn nên sử dụng các thanh cái có hình dạng bất thường hoặc các thanh cái một lớp có tiết diện lớn hơn.

Trong thiết kế thiết bị đóng cắt điện áp cao{0}}, việc chỉ đáp ứng yêu cầu về khả năng mang dòng định mức là chưa đủ. Thanh nối đất phải có khả năng chịu được tác động của dòng điện ngắn mạch-của hệ thống, tức là đáp ứng yêu cầu về "dòng điện chịu được thời gian ngắn". Điều này rất quan trọng để đảm bảo rằng thanh cái bằng đồng điện phân sẽ không bị nóng chảy do quá nhiệt hoặc gây hư hỏng thiết bị trong trường hợp xảy ra lỗi đoản mạch.

Theo công thức trong Phụ lục D của tiêu chuẩn GB3906, chúng ta có thể tính toán diện tích mặt cắt ngang tối thiểu của thanh cái nối đất cách ly dựa trên các điều kiện ổn định nhiệt. Công thức là: S=(I / a) × √(t / Δθ). Trong đó S là diện tích mặt cắt-của dây dẫn, I là dòng điện chịu được trong thời gian ngắn-danh định (dòng điện-ngắn mạch), a là hệ số vật liệu (13 đối với đồng), t là khoảng thời gian-ngắn mạch (thường là 4 giây đối với hệ thống{11}}điện áp cao) và Δθ là mức tăng nhiệt độ (thường là 215K đối với dây dẫn trần).

Công thức này có thể được sử dụng để suy ra các yêu cầu về diện tích mặt cắt ngang tối thiểu-cho các mức xếp hạng ngắn mạch-khác nhau. Ví dụ: đối với hệ thống 25kA/4S, diện tích mặt cắt ngang tối thiểu-của thanh bus mặt đất viễn thông cần phải là 260mm²; đối với hệ thống 31,5kA/4S, diện tích mặt cắt-tối thiểu cần phải là 330mm²; và đối với hệ thống 63kA/4S, nó cần phải có diện tích 660mm2. Trong lựa chọn thực tế, các nhà thiết kế cần tính toán diện tích mặt cắt ngang cần thiết cho dòng điện định mức và diện tích mặt cắt ngang cần thiết cho khả năng chịu đựng ngắn mạch và lấy giá trị tối đa của cả hai làm cơ sở lựa chọn cuối cùng. Ví dụ: một mạch có dòng điện định mức 630A chỉ cần có mặt cắt ngang 40×6-nhưng nếu dòng điện ngắn mạch-của hệ thống là 31,5kA thì phải chọn mặt cắt-không nhỏ hơn 330 mm² (chẳng hạn như 60×6) để đảm bảo an toàn cho hệ thống.

Độ chính xác gia công của BusBar dành cho Siemens ảnh hưởng trực tiếp đến việc dễ dàng lắp đặt bên trong tủ và việc tuân thủ các khoảng hở điện. Trong quá trình uốn và đột bao hình, “chiều dài vật liệu”, tức là chiều dài chưa gấp, phải được tính toán chính xác. Bởi vì BusBar dành cho Weidmuller trải qua biến dạng dẻo tại điểm uốn-mặt bên ngoài bị kéo căng và kéo dài, trong khi mặt bên trong bị nén và rút ngắn-nên phải đưa hệ số bù vào tính toán.

Đối với các đường cong phẳng thông thường (uốn cong góc phải{0}), "phương pháp tính toán bên ngoài" hoặc "phương pháp tính toán bên trong" thường được sử dụng trong kỹ thuật. Công thức chung cho phương pháp tính toán bên ngoài là: Tổng chiều dài=Tổng kích thước bên ngoài của mỗi đoạn + Giá trị bù - Hệ số × Số lần uốn góc bên phải-. Hệ số bù cụ thể liên quan đến độ dày của Nhà sản xuất Chất cách điện BusBar; ví dụ: đối với vật liệu dày 3 mm, mỗi góc uốn vuông-có thể yêu cầu mức cho phép bổ sung khoảng 0,3 mm, trong khi vật liệu dày 10 mm thậm chí còn yêu cầu nhiều hơn. Khi xử lý các đường cong nhiều lớp hoặc hình dạng phức tạp, cũng phải xem xét ảnh hưởng của bán kính uốn và góc đàn hồi.

Hơn nữa, để ngăn chặn hiện tượng phóng điện ở đầu, BusBar dành cho Mersen Ferraz bên trong thiết bị đóng cắt điện áp cao-thường yêu cầu các hình chữ nhật được vát cạnh hoặc bo tròn. Điều này không chỉ cải thiện sự phân bố điện trường mà còn tăng cường hiệu suất cách điện. Trong quá trình sản xuất, góc uốn và dung sai kích thước phải được kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo ứng suất tối thiểu trong quá trình lắp đặt Thanh nối đất bằng đồng, ngăn ngừa hư hỏng các bộ phận cách điện hoặc ứng suất không đều trên bề mặt tiếp xúc do lắp đặt cưỡng bức.

Tóm lại, việc lựa chọn và thiết kế Thanh cái phân phối là một dự án kỹ thuật hệ thống phức tạp tích hợp các tính toán điện và các quy trình cơ khí. Chỉ bằng cách xem xét toàn diện khả năng mang dòng điện, độ ổn định nhiệt và các điều kiện sản xuất và lắp đặt thực tế thì hệ thống phân phối điện an toàn và tiết kiệm mới có thể được thiết kế.