Mga konstruksyon ng busbar ng switchgear

Ang mga busbar ay hubad, medyo napakalaking kasalukuyang nagdadala ng mga conductor na may hugis-parihaba, bilog o may profile na cross-section. Sa lugar ng isang saradong switchgear, ang lahat ng mga sangay mula sa mga busbar at mga koneksyon sa mga aparato ay ginawa din gamit ang mga hubad na konduktor na bumubuo ng isang busbar.

Makintab ay ang sentral at pinaka-kritikal na bahagi ng switchgear, dahil tumatanggap sila ng kuryente mula sa lahat ng mga generator ng istasyon (o mga transformer ng substation) at lahat ng papalabas na linya ay konektado sa kanila.

Sa saradong switchgear hanggang sa at kabilang ang 35 kV, ang mga busbar ay gawa sa hugis-parihaba na aluminum strips. Ang mga gulong ng bakal ay ginagamit sa mga pag-install na may mababang kapangyarihan sa mga alon ng pagkarga na hindi lalampas sa 300-400 A.

Dapat pansinin na ang mga hugis-parihaba (flat) na mga wire ay mas matipid kaysa sa mga round wire. Sa parehong cross-sectional area, ang isang hugis-parihaba na gulong ay may mas malaking lateral cooling surface kaysa sa isang bilog na gulong.

Sa silid ng pamamahagi, ang mga gulong ay naka-mount sa mga espesyal na rack ng bus o mga frame ng hawla ng kagamitan. Ang mga busbar ay inilalagay sa mga sumusuporta sa mga insulator ng porselana sa gilid o patag at naayos na may mga may hawak ng busbar.

Mayroong maraming iba't ibang mga paraan upang i-mount ang mga gulong. Ang bawat isa sa kanila ay may mga pakinabang at disadvantages nito.

Ang mga kondisyon ng paglamig ay mas mahusay para sa mga gulong na may ribed kaysa para sa mga flat na gulong. Sa unang kaso, ang koepisyent ng paglipat ng init ay 10-15% na mas mataas kaysa sa pangalawa, at ito ay isinasaalang-alang kapag tinutukoy ang pinahihintulutang kasalukuyang pagkarga (PUE). Ang mga gulong na nakaharap sa kanilang mga kapitbahay na may makitid na bahagi (rib) ay may higit na mekanikal na katatagan.

Upang payagan ang mga gulong na gumalaw kasama ang kanilang maliit na pattern kapag ang temperatura ay pinalawig, ang gulong ay naayos nang mahigpit sa gitna ng seksyon at maluwag sa malayo. Bilang karagdagan, para sa mahabang haba ng bus, ang mga compensator ay naka-install upang mapaunlakan ang pagpapalawak ng temperatura. Ang dalawang busbar ay magkakaugnay gamit ang isang nababaluktot na bundle ng manipis na copper o aluminum strips. Ang mga dulo ng mga strip ng busbar ay hindi mahigpit na nakakabit sa sumusuporta sa insulator, ngunit isang sliding attachment sa pamamagitan ng mga longitudinal oval hole.

Upang alisin ang mga stress sa temperatura, ang mga busbar ay sa ilang mga kaso ay konektado sa mga nakapirming aparato (mga clamp) gamit ang mga nababaluktot na pakete na binuo sa mga dulo ng mga matibay na busbar.

Ang pinakamalaking solong strip na tanso at aluminyo na laki ng busbar na ginamit ay 120 × 10 mm.

Para sa mataas na kasalukuyang load (para sa tansong busbar na higit sa 2650 A at para sa aluminyo - 2070 A) multi-band busbars ay ginagamit - mga pakete ng dalawa o mas madalas tatlong banda bawat yugto; ang normal na distansya sa pagitan ng mga piraso sa pakete ay kinuha katumbas ng kapal ng isang strip (b).

Ang kalapitan ng mga piraso mula sa parehong pakete sa isa't isa ay nagiging sanhi ng hindi pantay na pamamahagi ng kasalukuyang sa pagitan ng mga ito: ang isang malaking pagkarga ay nahuhulog sa mga dulo ng mga piraso ng pakete at mas mababa sa gitna. Halimbawa, sa isang tatlong-strip na pakete, 40% bawat isa ay dumadaloy sa mga panlabas na piraso at 20% lamang ng kabuuang kasalukuyang phase sa gitna. Ang phenomenon na ito, na kahalintulad sa peeling phenomenon sa isang conductor, ay ginagawang hindi praktikal na gumamit ng higit sa tatlong AC bus.

Sa pagpapatakbo ng mga alon na lumampas sa pinapayagan para sa dalawang-daan na mga bus, pinaka-inirerekumenda na gumamit ng mga gulong na may profile (mga channel), na nagbibigay-daan sa mas mahusay na paggamit ng conductive na materyal at makamit ang mataas na mekanikal na lakas.

Kasalukuyang gumagamit ang mga power installation ng isang pakete ng dalawang channel bawat phase, na humigit-kumulang sa hugis at kp sa isang guwang na parisukat. Ang pinakamalaking sukat ng channel na may pader na 250 mm at isang kapal na 12.5 mm na may dalawang channel sa pakete ay nagbibigay-daan sa paghahatid ng isang kasalukuyang 12,500 A para sa tanso at 10,800 A para sa aluminyo.

Ang mga gulong at lahat ng busbar ng isang saradong switchgear ay pininturahan ng mga enamel na pintura sa pagtukoy ng mga kulay, na nagbibigay-daan sa mga tauhan ng serbisyo na madaling makilala ang mga live na bahagi na konektado sa ilang mga phase at circuit.

Bilang karagdagan, pinoprotektahan ng pintura ang mga gulong mula sa oksihenasyon at pinapabuti ang paglipat ng init mula sa ibabaw. Ang pagtaas sa pinapayagang kasalukuyang mula sa kulay ng busbar ay 15-17% para sa tanso at 25-28% para sa mga aluminum busbar.

Ang mga sumusunod na kulay ay ginagamit para sa mga bus na may iba't ibang mga phase: tatlong-phase kasalukuyang: phase A - dilaw, phase B - berde, phase C - pula; zero busbars: na may ungrounded neutral - puti, may grounded neutral, pati na rin ang grounding wires - itim; DC kasalukuyang: ang positibong tren ay pula, ang negatibong tren ay asul.

Ang busbar ng mga bukas na switchgear ay maaaring ipatupad gamit ang nababaluktot na mga wire o matibay na goma. Sa mga boltahe na 35, 110 kV at higit pa, upang mapataas ang boltahe ng corona at mabawasan ang mga pagkalugi ng corona, mga bilog na wire lamang ang ginagamit.

Sa karamihan ng mga bukas na switchgear, ang busbar ay gawa sa mga stranded steel-aluminum conductor na kapareho ng disenyo ng mga linya ng kuryente.

Ang mga konduktor ng tansong bus ay ginagamit lamang sa mga kaso kung saan ang bukas na switchgear ay matatagpuan malapit (mga 1.5 km) sa baybayin ng maalat na dagat o mga kemikal na halaman, na ang mga aktibong singaw at entrainment ay maaaring magdulot ng mabilis na kaagnasan ng mga konduktor ng aluminyo. Sa ilang mga kaso, ang bukas na switchgear ay gumagamit ng isang matibay na busbar na gawa sa bakal o aluminyo na mga tubo na naayos sa mga insulator ng suporta.

Maaaring kalkulahin ang mga cross-section ng mga gulong at iba pang kasalukuyang nagdadala ng conductor batay sa halaga ng operating currents at pinapayagang temperatura batay sa mga kondisyon ng pag-init.

Tulad ng para sa mga busbar na ginagamit sa switchgear, ang kanilang mga cross-section ay na-standardize at ang mga talahanayan ng pinahihintulutang tuloy-tuloy na kasalukuyang pagkarga ay iginuhit para sa kanila. Samakatuwid, sa pagsasanay ay hindi na kailangang kalkulahin sa pamamagitan ng mga formula, ngunit ito ay sapat na upang gumawa ng isang pagpipilian ayon sa mga talahanayan.

Ang mga talahanayan ng pinahihintulutang tuluy-tuloy na kasalukuyang pagkarga sa mga hubad na busbar at konduktor ay kinakalkula at na-verify nang eksperimental; kapag pinagsama-sama ang mga ito, ang isang pinahihintulutang temperatura ng pag-init na 70 ° C sa isang nakapaligid na temperatura ng + 25 ° C ay ipinapalagay.

Ang ganitong mga talahanayan para sa karaniwang mga cross-section ng mga gulong at mga wire ng mga pangunahing materyales sa pagsasagawa at ilang mga profile (parihaba, pantubo, channel, hollow square, atbp.) ay ibinibigay sa PUE at mga sangguniang libro.

Para sa mga hugis-parihaba na busbar, ang mga naka-tabulated na kasalukuyang load ay pinagsama-sama kapag naka-install sa gilid; samakatuwid, kapag ang mga gulong ay flat, ang mga load ay dapat mabawasan ng 5% para sa mga gulong na may lapad ng tread hanggang 60mm at ng 8% para sa mga gulong na higit sa 60mm. Sa mga kaso kung saan ang average na temperatura ng kapaligiran ay naiiba mula sa pamantayan (+ 25 ° C), ang mga pinahihintulutang pagkarga ng gulong na nakuha mula sa mga talahanayan ay dapat na muling kalkulahin ayon sa sumusunod na tinatayang formula:

kung saan ang IN ay ang pinapayagang load na kinuha mula sa mga talahanayan.

Ang cross-section ng mga wire ay dapat suriin laban sa pang-ekonomiyang kasalukuyang density.

Ang pang-ekonomiyang cross-section ng mga wire o bus qEC ay tinatawag na tulad ng isang cross-section kung saan ang kabuuang taunang gastos, na tinutukoy ng mga gastos sa kapital at mga gastos sa pagpapatakbo, ay lumalabas na pinakamaliit.

Ang pang-ekonomiyang cross-section ng mga wire at busbar ay nakuha sa pamamagitan ng paghati sa maximum na kasalukuyang load sa normal na mode sa pamamagitan ng electric current density:

Ang resultang cross-section ayon sa pang-ekonomiyang kondisyon ay bilugan sa pinakamalapit na pamantayan at sinuri para sa pangmatagalang pinahihintulutang kasalukuyang pagkarga. ang mga seksyong pang-ekonomiya sa mataas na agos ay katumbas o mas maliit kaysa sa mga seksyong pinili para sa pagpainit.

Bilang karagdagan, ang mga gulong ng RU ay sinusuri para sa thermal at electrodynamic na katatagan sa kaganapan ng isang maikling circuit, at sa 110 kV pataas, para din sa corona.

Kaya, ang mga wire ng anumang layunin ay dapat matugunan ang mga kinakailangan para sa maximum na pinahihintulutang pag-init, na isinasaalang-alang hindi lamang normal, kundi pati na rin ang mga emergency mode.

Kung ang cross-section ng conductor na tinutukoy ng pang-ekonomiya at tuluy-tuloy na mga kondisyon ng pagkarga ay hindi katumbas ng cross-section na kinakailangan para sa iba pang mga emergency na kondisyon (thermal at dynamic na katatagan sa panahon ng short-circuit), kung gayon ang isang mas malaking cross-section ay dapat ipagpalagay upang matugunan ang lahat. kundisyon.

Dapat ding tandaan na kapag nag-i-install ng mga gulong na may malalaking seksyon, kinakailangan upang matiyak ang pinakamababang karagdagang pagkalugi mula sa epekto sa ibabaw at ang epekto ng kalapitan at ang pinakamahusay na mga kondisyon ng paglamig. Ito ay maaaring makamit sa pamamagitan ng pagbabawas ng bilang ng mga piraso sa pakete at ang kanilang tamang spatial at mutual na pag-aayos, nakapangangatwiran na disenyo ng pakete, paggamit ng mga profile na gulong - labangan, guwang, atbp.

Kapag gumagamit ng mga gulong ng bakal, ang pagpapasiya ng pinahihintulutang kasalukuyang halaga ay isinasagawa sa isang bahagyang naiibang paraan.

Sa mga gulong ng bakal, dahil sa epekto sa ibabaw, mayroong isang makabuluhang paglipat ng kasalukuyang sa ibabaw ng konduktor, ang lalim ng pagtagos ay hindi lalampas sa 1.5-1.8 mm.

Natuklasan ng mga pag-aaral na ang pinahihintulutang pagkarga ng AC steel busbar ay halos nakasalalay sa cross-sectional perimeter ng busbar, hindi sa lugar ng cross-section na ito.

Batay sa mga pag-aaral na ito, ang sumusunod na pamamaraan ay pinagtibay para sa pagkalkula ng AC steel busbars:

1. Una, tukuyin ang kasalukuyang load ng bus (para sa isang bus na may isang gilid na hindi hihigit sa 300-400 A) at hanapin ang linear current density:

kung saan Sa - load kasalukuyang, A; p ay ang cross-sectional perimeter ng gulong, mm.

Ang linear current density ay nakasalalay sa pinapahintulutang superheat na temperatura ng steel bus sa itaas ng ambient temperature. Ang dependency na ito ay tinukoy ng sumusunod na expression:

Napag-alaman na para sa mga bolted joint ng mga gulong na bakal, ang halaga ng Θ ay hindi dapat lumampas sa 40 ° C, at para sa mga welded joints maaari itong tumaas sa 55 ° C.

Kung kukunin natin ang ambient temperature v0 — 35 °, kung gayon ang linear current density para sa mga bolted na koneksyon ay magiging katumbas ng

at para sa welded joints

2. Batay sa mga data na ito, tinutukoy namin ang halaga ng kinakailangang perimeter ng cross-section ng gulong:

Sa perimeter ng mga gulong, pagkakaroon ng isang hanay ng mga gulong, madali mong piliin ang kinakailangang laki ng karaniwang mga piraso ng bakal, na sinusunod ang kondisyon

kung saan ang h ay ang taas ng gulong, mm; b - kapal ng gulong, mm.

Ang pagkalkula ng bakal na gulong sa itaas ay para sa mga single tread na gulong.

Para sa mataas na load currents, maaaring gamitin ang mga bundle ng ilang bakal na riles. Sa kasong ito, ang perimeter ng cross-section ng isang strip ng gulong na kasama sa pakete ay pinili napapailalim sa mga sumusunod na kondisyon:

• para sa mga two-way na bus

• para sa mga three-way na bus

Upang gawing simple ang mga kalkulasyon, maaari mong gamitin ang diagram ng dependence ng perimeter p ng cross section ng bus sa kasalukuyang load IN.