Analiza nizko{0}}napetostnih standardov varnostne razdalje zbiralk in aplikacijskih tehnologij

V nizko{0}}napetostnih sistemih za distribucijo električne energije zbiralke nimajo le ključne vloge pri prenosu električne energije, ampak so tudi ključne komponente prevodnikov, ki vplivajo na varnost, stabilnost in življenjsko dobo opreme. Z razvojem novih energetskih sistemov, sistemov za avtomatizacijo električne energije, industrijskega nadzora in sistemov za shranjevanje energije, so zasnova izolacije, načrtovanje razmika in specifikacije namestitve nizko-napetostnih zbiralk deležni vse večje pozornosti industrije. Razumna zasnova varnostne razdalje ne more le zmanjšati tveganja kratkih stikov, izpustov in lokalnega pregrevanja, temveč tudi izboljša-dolgoročno zanesljivost celotnega električnega sistema zbiralk.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Varnostna razdalja nizko{0}}napetostnih zbiralk običajno zahteva celovito oceno glede na nazivno napetost, razred izolacije, okolje namestitve in delovno obremenitev. V skladu z ustreznimi zahtevami GB/T 7251.1 "Nizko{3}}napetostni sklopi stikalnih in krmilnih naprav" se v okoljih uporabe z nazivno napetostjo, ki ne presega 690 V, na splošno priporoča, da zračna reža med zbiralkami ni manjša od 10 mm, plazilna pot pa najmanj 14 mm. Ko se nazivna napetost sistema poveča na 1000 V, je treba zračno režo in plazilno pot še povečati, da se izpolnijo zahteve glede koordinacije izolacije.

 

V industrijskih okoljih z visoko vlažnostjo, visoko onesnaženostjo ali visokimi ravnmi prahu tradicionalne gole strukture zbiralk morda ne bodo izpolnjevale dolgoročnih-operativnih zahtev. V takšnih primerih je mogoče uporabiti izolacijske premaze, toplo-cevi, pršenje z epoksi smolo ali postopke nanosa s potapljanjem, da izboljšajo izolacijo površine in zmanjšajo tveganje obločne razelektritve. V novih sistemih za distribucijo električne energije se bakrene zbiralke običajno uporabljajo v scenarijih prenosa-visokega toka, zaradi česar sta njihova izolacija, ki vzdrži napetost, in toplotna stabilnost še posebej kritični.

 

Varna razdalja med zbiralko in ozemljeno kovinsko strukturo je prav tako ključna zasnova. Na gole bakrene strukture med delovanjem vplivajo dvig temperature, elektromagnetne sile in vlaga v okolju; zato je običajno potrebna zadostna razdalja od ohišja omare, da se zmanjša tveganje okvare ozemljitve. Za zbiralke po meri z izolacijo je mogoče prostor za namestitev ustrezno zmanjšati, vendar mora izolacijski material še vedno ustrezati nizko{2}}standardom koordinacije izolacije.

 

V sodobnih sistemih za distribucijo električne energije razporeditev razdelilnih zbiralk neposredno vpliva na distribucijo toka in dvig temperature sistema. Nepravilna razporeditev zbiralke lahko zlahka privede do kožnega učinka in učinka bližine, kar povzroči nenormalno visoke lokalne temperature. V praktičnem inženirstvu se običajno uporablja vzporedna razporeditev z enakomernimi razmiki, da se zmanjšajo elektromagnetne motnje in izboljša prevodnost. Za visoko{3}}tokovne sisteme se polne bakrene vodilne palice pogosto uporabljajo v stikalnih napravah, električni opremi in industrijskih sistemih za distribucijo električne energije zaradi svoje visoke prevodnosti in stabilne mehanske trdnosti. Zlasti pri visoko-zmogljivi opremi lahko dobro-zasnovana podporna struktura učinkovito zmanjša mehanski vpliv, ki ga povzročijo-elektrodinamične sile kratkega stika. Običajno je namestitveni razmik podpornih izolatorjev nadzorovan med 300 mm in 500 mm, da se izboljša splošna stabilnost sistema.

 

Priključno območje zbiralke je ena ključnih{0}}točk za ustvarjanje toplote v električnem sistemu. Nepravilna obdelava priključne kontaktne površine lahko zlahka povzroči povečan kontaktni upor, lokalno pregrevanje in celo ablacijo. Zato je treba med vijačnimi povezavami zagotoviti ravno kontaktno površino in omogočiti prostor za kompenzacijo toplotnega raztezanja, da zdrži dolgo-toplotno kroženje. Pri povezovalnih strukturah iz bakra-aluminija je običajno potrebna shema bimetalne prehodne povezave za zmanjšanje elektrokemične korozije.

 

Postopek upogibanja je prav tako pomemben dejavnik, ki vpliva na življenjsko dobo vodila. Visoko{1}}precizni sistemi napajalnih povezav, kot je Copper BusBar za Siemens, običajno uporabljajo postopek upogibanja z velikim polmerom za zmanjšanje koncentracije električnega polja. Razumen polmer upogiba ne le pomaga izboljšati mehansko trdnost, ampak tudi zmanjša tveganje lokalnega pregrevanja med dolgotrajnim-delovanjem. V sistemih za shranjevanje energije, polnilnih pilotih in novih energetskih inverterskih sistemih morajo tako pozitivne kot negativne vodila običajno prenesti neprekinjeno visokotokovno delovanje, kar zahteva strožji nadzor dviga temperature in stabilnost izolacije. Nekateri sistemi zahtevajo tudi uporabo visoko-temperaturno odpornih izolacijskih materialov za izpolnjevanje dolgoročnih-operativnih potreb v kompleksnih pogojih.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z razvojem pametne distribucije električne energije in industrijske avtomatizacije se rešitve za industrijske aplikacije, kot so BusBar ABB, BusBar za Eaton in BusBar za Weidmuller, postopoma pomikajo k višji integraciji in miniaturizaciji. Doseganje večje tokovne-nosilnosti znotraj omejenega prostora je postalo pomemben razvojni trend za sodobne sisteme zbiralk. Zato zasnova varnostne razdalje ne sme izpolnjevati samo izolacijskih standardov, temveč mora upoštevati tudi zmogljivost odvajanja toplote in strukturno kompaktnost.

 

Na področju prenosa in distribucije električne energije AC,AC vodilase pogosto uporabljajo v nizko{0}}napetostnih stikalnih napravah, krmilnih omaricah in energetskih sistemih; medtem ko je pri novem shranjevanju energije, visoko{1}}zmogljivi usmerniški opremi in železniškem prometu izolacijska zasnova-visokonapetostnih vodil strožja. Nasprotno pa nizko-napetostne vodila poudarjajo ekonomičnost, enostavno namestitev in dolgoročno-obratovalno stabilnost.

 

Sodobni sistemi zbiralk niso več le prevodne povezovalne strukture, temveč pomembne električne komponente, ki vključujejo prevodnost, odvajanje toplote, izolacijo in mehansko podporo. S pravilnim nadzorom varne razdalje med zbiralkami, optimizacijo izolacijskih shem in izboljšanjem povezovalnih procesov je mogoče bistveno izboljšati obratovalno varnost sistema in zmanjšati naknadne stroške vzdrževanja.