จะเลือกบัสบาร์ที่เหมาะสมสำหรับระบบแรงดันปานกลางและต่ำได้อย่างไร

วิธีการเลือกสิ่งที่ถูกต้อง บัสบาร์สำหรับระบบแรงดันปานกลางและต่ำ

คำตอบโดยตรง: เลือกบัสบาร์ของคุณโดยการยืนยันระดับแรงดันไฟฟ้าก่อน จากนั้นจึงกำหนดขนาดสำหรับพิกัดกระแสต่อเนื่องและการทนต่อการลัดวงจร เลือกวัสดุตัวนำ และสุดท้ายจับคู่ฉนวนและกล่องหุ้มกับสภาพแวดล้อมการติดตั้ง ไม่ว่าคุณจะกำลังสรุปการออกแบบบัสบาร์แรงดันต่ำสำหรับแผงสวิตช์เชิงพาณิชย์หรือระบุระบบบัสบาร์แรงดันไฟฟ้าปานกลางสำหรับสถานีย่อยสาธารณูปโภค ขั้นตอนทั้งสี่นี้จะช่วยป้องกันข้อผิดพลาดด้านข้อกำหนดที่พบบ่อยที่สุดและมีค่าใช้จ่ายสูง คู่มือนี้ครอบคลุมทุกประเด็นการตัดสินใจด้วยข้อมูลเฉพาะและตัวอย่างที่เป็นประโยชน์

การจำแนกแรงดันไฟฟ้า: จุดเริ่มต้นสำหรับการตัดสินใจเกี่ยวกับบัสบาร์ทุกครั้ง

ก่อนที่จะพิจารณาพารามิเตอร์อื่นใด ต้องกำหนดแรงดันไฟฟ้าในการทำงานของระบบก่อน การจำแนกประเภทแรงดันไฟฟ้าจะกำหนดข้อกำหนดของฉนวน ระยะห่างตามผิวฉนวน ระยะห่างในอากาศ และมาตรฐานการออกแบบที่เกี่ยวข้อง การระบุบัสบาร์โดยไม่ยืนยันระดับแรงดันไฟฟ้าก่อนจะนำไปสู่การออกแบบที่มีฉนวนต่ำกว่าหรือการออกแบบทางวิศวกรรมมากเกินไปและการประกอบที่มีน้ำหนักมากโดยไม่จำเป็น

การจำแนกประเภทที่ยอมรับในระดับสากลภายใต้ IEC 60038 แบ่งระบบไฟฟ้าออกเป็นสองประเภทหลักที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบบัสบาร์:

• แรงดันไฟฟ้าต่ำ (LV): ระบบที่ทำงานที่หรือต่ำกว่า 1,000 V AC (หรือ 1,500 V DC) ควบคุมโดย IEC 61439-1/2 เป็นหลักสำหรับชุดสวิตช์เกียร์ การใช้งานทั่วไป ได้แก่ แผงสวิตช์ ศูนย์ควบคุมมอเตอร์ แผงจ่ายไฟ และหน่วยจ่ายไฟของศูนย์ข้อมูล
• แรงดันไฟฟ้าปานกลาง (MV): ระบบที่ทำงานระหว่าง 1 kV ถึง 36 kV AC ควบคุมโดย IEC 62271-1 และ IEC 62271-200 สำหรับสวิตช์เกียร์แบบปิดด้วยโลหะ การใช้งานทั่วไป ได้แก่ สถานีไฟฟ้าย่อยหลัก ระบบรวบรวมฟาร์มลมและพลังงานแสงอาทิตย์ ผู้มีรายได้หลักของโรงงานอุตสาหกรรม และสวิตช์เกียร์ป้อนสาธารณูปโภค

ผลกระทบทางวิศวกรรมของการจำแนกประเภทนี้มีความสำคัญ ระบบบัสบาร์แรงดันไฟฟ้าปานกลางที่ 12 kV จะต้องทนต่อแรงดันทดสอบแรงกระตุ้นฟ้าผ่าที่ 75 kV BIL (ระดับฉนวนพื้นฐาน) ตาม IEC 62271-1 ในขณะที่บัสบาร์แรงดันต่ำ 690 V ได้รับการทดสอบเท่านั้น แรงกระตุ้น 8 kV . ระยะห่างตามผิวฉนวนที่ต้องการสำหรับระบบ 12 kV ในสภาพแวดล้อมมลพิษระดับ 3 มีค่าโดยประมาณ เฟสสู่ดิน 300 มม เมื่อเทียบกับเท่านั้น 25–32 มม สำหรับอุปกรณ์ 690 V LV ความแตกต่างเหล่านี้ขนาดกล่องไดรฟ์ การเลือกใช้วัสดุฉนวน และระยะห่างของบัสบาร์ ซึ่งหมายความว่าการตัดสินใจระดับแรงดันไฟฟ้าจะส่งผลต่อพารามิเตอร์การออกแบบดาวน์สตรีมแทบทุกตัว

อัตรากระแสไฟต่อเนื่องและขนาดหน้าตัด

หลังจากยืนยันระดับแรงดันไฟฟ้าแล้ว อัตรากระแสต่อเนื่องจะเป็นพารามิเตอร์วิกฤตถัดไป บัสบาร์ต้องรับกระแสโหลดต่อเนื่องสูงสุดโดยไม่เกินอุณหภูมิตัวนำสูงสุดที่อนุญาต — โดยทั่วไป 90°ซ สำหรับแท่งบัสหุ้มฉนวน และ 105°C สำหรับบัสบาร์ทองแดงเปลือย ที่จุดสัมผัสแบบสลักเกลียวตามมาตรฐาน IEC 61439 และ IEC 62271-1

อัตรากระแสไฟขึ้นอยู่กับวัสดุตัวนำ พื้นที่หน้าตัด พื้นที่ผิวสำหรับกระจายความร้อน อุณหภูมิโดยรอบ การระบายอากาศของตู้ และการวางแนวการติดตั้ง อุณหภูมิแวดล้อมอ้างอิงสำหรับมาตรฐาน IEC ส่วนใหญ่คือ 40°ซ . สำหรับไซต์ที่มีอุณหภูมิโดยรอบเกิน 40°C เป็นประจำ เช่น ทะเลทรายหรือเขตร้อน ต้องใช้ปัจจัยการลดพิกัด ตามคำแนะนำทั่วไป การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิแวดล้อมที่สูงกว่า 40°C ทุกๆ 10°C ต้องใช้โดยประมาณ ลดลง 8–12% ของพิกัดกระแสต่อเนื่อง

ตารางด้านล่างแสดงพิกัดกระแสต่อเนื่องที่บ่งชี้สำหรับบัสบาร์ทองแดงที่สภาวะแวดล้อมมาตรฐาน ครอบคลุมช่วงหน้าตัดที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบบัสบาร์แรงดันต่ำและการใช้งานระบบบัสบาร์แรงดันปานกลาง:

สำหรับระบบบัสบาร์แรงดันปานกลาง โดยทั่วไปความหนาแน่นกระแสจะอยู่ระหว่าง 1.5 ถึง 2.0 A/mm² สำหรับบัสบาร์ทองแดงที่ปิดล้อมให้คงอยู่ภายในขีดจำกัดความร้อน การดำเนินการเกินช่วงนี้โดยไม่มีการทดสอบความร้อนที่ผ่านการตรวจสอบแล้ว จะนำไปสู่การเสื่อมสภาพของฉนวนอย่างรวดเร็วและการเกิดออกซิเดชันจากการสัมผัสที่ข้อต่อแบบสลักเกลียว

สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าการให้คะแนนเหล่านี้เป็นตัวบ่งชี้ พิกัดจริงสำหรับส่วนประกอบเฉพาะต้องได้รับการตรวจสอบโดยการทดสอบประเภทหรือการคำนวณที่ตรวจสอบแล้วตาม IEC 61439-1 ภาคผนวก D สำหรับระบบ LV หรือการสร้างแบบจำลองความร้อนตาม IEC 62271-1 สำหรับระบบ MV ห้ามใช้พิกัดแค็ตตาล็อกโดยตรงกับการติดตั้งแบบปิดโดยไม่คำนึงถึงการลดอุณหภูมิของตู้

กระแสไฟฟ้าลัดวงจรที่ทนต่อ: พารามิเตอร์การออกแบบที่ไม่สามารถต่อรองได้

บัสบาร์ที่มีขนาดถูกต้องสำหรับกระแสต่อเนื่องยังคงสามารถเกิดข้อผิดพลาดร้ายแรงในระหว่างเกิดฟอลต์ได้ หากพิกัดการทนต่อการลัดวงจรไม่เพียงพอ กระแสไฟฟ้าลัดวงจรทำให้เกิดความเค้นพร้อมกันสองค่า: ความเค้นจากความร้อนจากการให้ความร้อน I²t และความเค้นเชิงกลจากแรงแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างตัวนำที่อยู่ติดกัน

ขนาดทนต่อความร้อน

ข้อกำหนดการทนต่อความร้อนแสดงเป็นกระแสการทนต่อช่วงเวลาสั้นที่กำหนด (Icw) ตามระยะเวลาที่กำหนด — โดยทั่วไป 1 วินาที สำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงดันปานกลางและ 1 วินาที or 0.2 seconds สำหรับชุดประกอบแรงดันไฟฟ้าต่ำภายใต้ IEC 61439 ค่า Icw โดยทั่วไปมีตั้งแต่ 10 กิโลแอมป์ ถึง 63 กิโลแอมป์ สำหรับสวิตช์เกียร์แรงดันปานกลางและจาก 10 กิโลแอมป์ ถึง 100 กิโลแอมป์ สำหรับการประกอบไฟฟ้าแรงต่ำ

โดยใช้สูตรการให้ความร้อนแบบอะเดียแบติก A = ฉัน × √t / K โดยที่ K สำหรับทองแดงอยู่ที่ประมาณ 141 A·s^0.5/มม.² และสำหรับอะลูมิเนียมประมาณ 87 A·s^0.5/มม.² ระบบที่มีระดับความผิดพลาด 40 กิโลแอมป์ เป็นเวลา 1 วินาที ต้องใช้หน้าตัดทองแดงขั้นต่ำประมาณ 284 ตร.มม . สำหรับข้อผิดพลาด 25 kA / 1 วินาที หน้าตัดทองแดงขั้นต่ำจะอยู่ที่ประมาณ 177 ตร.มม . ตรวจสอบเสมอว่าหน้าตัดบัสบาร์ที่คุณเลือกเป็นไปตามระดับฟอลต์จากการศึกษาการลัดวงจรของระบบ — ไม่ใช่จากตารางทั่วไป

แรงแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างตัวนำขนาน

ในระหว่างเกิดฟอลต์ กระแสไฟฟ้าลัดวงจรสูงสุด (โดยทั่วไป 2.5 เท่าของกระแสฟอลต์สมมาตร RMS สำหรับพีคที่ไม่สมมาตรตาม IEC 62271-100) สร้างแรงแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างตัวนำเฟสที่อยู่ติดกันเป็นสัดส่วนกับ I²/d โดยที่ d คือการแยกตัวนำ สำหรับข้อผิดพลาด 40 kA RMS ที่มีจุดสูงสุด 100 kA ตัวนำไฟฟ้าคู่ขนานสองตัวที่เว้นระยะห่างกัน 150 มม. บนช่วง 500 มม. จะมีแรงสูงสุดประมาณ 6,700 นิวตัน/เมตร . ส่วนรองรับบัสบาร์ พิกัดคานยื่นของฉนวน และหน้าตัดของตัวนำทั้งหมดต้องได้รับการตรวจสอบเทียบกับแรงนี้ เพื่อป้องกันความล้มเหลวทางกลในระหว่างการล้างข้อผิดพลาด

การเลือกวัสดุตัวนำ: ทองแดงกับอลูมิเนียม

ทางเลือกระหว่างตัวนำทองแดงและอะลูมิเนียมส่งผลต่อความหนาแน่นกระแส น้ำหนัก ความน่าเชื่อถือของข้อต่อ และข้อกำหนดในการบำรุงรักษาระยะยาว วัสดุทั้งสองถูกนำมาใช้ในระบบบัสบาร์แรงดันปานกลางและการออกแบบบัสบาร์แรงดันต่ำ แต่จุดแข็งตามลำดับนั้นเหมาะสมกับบริบทการใช้งานที่แตกต่างกัน

บัสบาร์ทองแดง

ทองแดงพิทช์เหนียวด้วยไฟฟ้า (ชื่อ C11000 หรือ Cu-ETP) มีการนำไฟฟ้าเท่ากับ ~100% ไอเอซีเอส . ค่าการนำไฟฟ้าสูงช่วยให้มีหน้าตัดขนาดกะทัดรัด ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในการประกอบสวิตช์เกียร์ที่มีพื้นที่จำกัด ทองแดงยังแสดงความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันที่พื้นผิวสัมผัสได้ดีเยี่ยม ความต้านทานการสัมผัสที่ข้อต่อแบบโบลต์ต่ำกว่าตลอดอายุการใช้งาน และความต้านทานการคืบเชิงกลที่ดีขึ้นภายใต้แรงยึดโบลต์แบบต่อเนื่องเมื่อเปรียบเทียบกับอะลูมิเนียม ด้วยเหตุผลเหล่านี้ ทองแดงจึงเป็นวัสดุตัวนำเริ่มต้นสำหรับ สวิตช์เกียร์แรงดันปานกลางในอาคาร แผงสวิตช์แรงดันต่ำ และศูนย์ควบคุมมอเตอร์ โดยที่พื้นที่ตู้มีจำกัด และความน่าเชื่อถือของข้อต่อตลอดอายุการใช้งาน 30 ปีเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง

อลูมิเนียมบัสบาร์

ตัวนำโลหะผสมอลูมิเนียม (โดยทั่วไปคือ 1350-H19 สำหรับเกรดไฟฟ้าหรือ 6063-T6 สำหรับการใช้งานบัสบาร์โครงสร้าง) บรรลุผลประมาณ การนำไฟฟ้า IACS 61% — หมายถึงบัสบาร์อะลูมิเนียมต้องใช้ประมาณคร่าวๆ พื้นที่หน้าตัดเพิ่มขึ้น 64% กว่าบัสบาร์ทองแดงเพื่อส่งกระแสไฟเท่ากัน อย่างไรก็ตามอลูมิเนียมมีความหนาแน่นประมาณ 2.7 ก./ซม.³ เมื่อเทียบกับทองแดง 8.9 ก./ซม.3 ทำให้อลูมิเนียมมีข้อได้เปรียบด้านน้ำหนักอย่างมากสำหรับระบบบัสดักท์ระยะยาวและโครงสร้างสถานีย่อยกลางแจ้ง บัสบาร์อะลูมิเนียมขนาด 150 มม. × 10 มม. มีน้ำหนักประมาณ 4.1 กก./ม เมื่อเทียบกับประมาณ 13.4 กก./ม สำหรับแท่งทองแดงที่มีความจุกระแสไฟเท่ากัน สำหรับโครงสร้างบัสกลางแจ้งที่การลดฉนวนและการโหลดโครงสำหรับตั้งสิ่งของเป็นเป้าหมายในการออกแบบโครงสร้าง อลูมิเนียมมักเป็นตัวเลือกที่ใช้งานได้จริงมากกว่า

เมื่อแท่งบัสอลูมิเนียมถูกยึดเข้ากับขั้วต่ออุปกรณ์ที่เป็นทองแดง เช่น บูชหม้อแปลงหรือแผ่นเบรกเกอร์ จำเป็นต้องมีขั้วต่อการเปลี่ยนผ่านแบบโลหะคู่และสารประกอบที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าเพื่อป้องกันการกัดกร่อนของกระแสไฟฟ้าและรักษาความต้านทานการสัมผัสที่ต่ำเมื่อเวลาผ่านไป

การเลือกฉนวนสำหรับการใช้งานแรงดันไฟฟ้าต่ำและแรงดันไฟฟ้าปานกลาง

การเลือกฉนวนเป็นหนึ่งในการตัดสินใจที่เป็นผลสืบเนื่องมากที่สุดในข้อกำหนดเฉพาะของบัสบาร์ ความล้มเหลวของฉนวนเป็นสาเหตุสำคัญของการหยุดชะงักของบริการสวิตช์เกียร์และเหตุการณ์ด้านความปลอดภัย ระบบฉนวนที่ถูกต้องต้องสอดคล้องกับแรงดันไฟฟ้าในการทำงาน สภาพแวดล้อมโดยรอบ ระดับความร้อน และรูปแบบทางกายภาพของส่วนประกอบบัสบาร์

ระบบฉนวนไฟฟ้าแรงต่ำ

สำหรับการออกแบบบัสบาร์แรงดันต่ำที่แรงดันไฟฟ้าสูงถึง 1,000 V AC ระบบฉนวนต่อไปนี้จะถูกระบุโดยทั่วไป:

• ปลอกหุ้มพีวีซี: มาตรฐานสำหรับระบบ 690 V AC; จัดอันดับไว้ที่ 70°C หรือ 105°C ขึ้นอยู่กับเกรด ต้นทุนต่ำและสมัครง่าย เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมภายในอาคารที่สะอาดและมีความชื้นปานกลาง
• ท่อโพลีโอเลฟินส์แบบหดด้วยความร้อน: ให้ชั้นฉนวนที่ทนความชื้นและสอดคล้องกัน พิกัดสำหรับ 600 V ถึง 1 kV; มีจำหน่ายในรุ่นผนังคู่พร้อมกาวยาแนวภายในเพื่อการปกป้องสิ่งแวดล้อมที่ดีขึ้นที่ระดับ IP54 หรือสูงกว่า
• เคลือบผงอิพ็อกซี: ใช้ไฟฟ้าสถิตและบ่มเพื่อให้ได้สารเคลือบที่แข็งและสม่ำเสมอโดยมีความเป็นฉนวนประมาณ 20–25 กิโลโวลต์/มม . ให้ทั้งฉนวนไฟฟ้าและการปกป้องพื้นผิวทางกล ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับบัสบาร์แบนในชุดสวิตช์เกียร์ขนาดกะทัดรัด
• ฉนวนอากาศพร้อมแผงกั้นเฟส: สำหรับบัสบาร์ภายในชุดประกอบที่ปิดด้วยโลหะ แผงกั้นฉนวนแบบเฟสต่อเฟสและเฟสสู่ดิน (โดยทั่วไปทำจากโพลีเอสเตอร์เสริมใยแก้วหรือแผ่นโพลีคาร์บอเนต) ให้ช่องว่างที่จำเป็นโดยไม่ต้องใช้ฉนวนโดยตรงกับตัวนำ วิธีการนี้เป็นเรื่องปกติในแผงสวิตช์ LV ขนาดใหญ่ ซึ่งบัสบาร์อาจจำเป็นต้องได้รับการตรวจสอบหรือปรับแรงบิดใหม่ในการซ่อมบำรุง

ระบบฉนวนแรงดันไฟฟ้าปานกลาง

ระบบบัสบาร์แรงดันไฟฟ้าปานกลางต้องการฉนวนที่แข็งแกร่งกว่ามาก ที่ 12 kV แรงดันไฟฟ้าในการทำงานจากเฟสสู่ดินจะอยู่ที่ประมาณ 6.9 กิโลโวลต์อาร์เอ็มเอส และระบบต้องทนต่อแรงกระตุ้นฟ้าผ่า 75 kV และ แรงดันไฟฟ้าทดสอบความถี่กำลัง 28 kV ตาม IEC 62271-1

• ฉนวนอีพอกซีเรซินหล่อ: ใช้ในระบบท่อบัสแบบหุ้มฉนวนและกรองอย่างสมบูรณ์ (FIS) สำหรับ 12–36 kV บัสบาร์ทั้งหมดถูกห่อหุ้มด้วยอีพอกซีหล่อ ซึ่งช่วยขจัดช่องว่างอากาศ และให้ประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูง มีมลภาวะ หรือการควบแน่น เหมาะอย่างยิ่งสำหรับพื้นที่อุตสาหกรรมชายฝั่งทะเลและการใช้งานสถานีย่อยใต้ดิน
• ฉนวนโพลีเอทิลีนแบบครอสลิงค์ (XLPE): นำไปใช้กับบัสดักแรงดันปานกลางสำเร็จรูป ได้รับการจัดอันดับสำหรับอุณหภูมิการทำงานต่อเนื่องสูงถึง 90°C และ short-circuit temperatures up to 250°ซ . ให้ความต้านทานความชื้นที่ดีและความยืดหยุ่นทางกลสำหรับการติดตั้งที่มีพื้นที่เส้นทางจำกัด
• ฉนวนอากาศพร้อมตัวเว้นระยะแข็ง: วิธีการดั้งเดิมในสวิตช์เกียร์ที่หุ้มด้วยโลหะและหุ้มด้วยโลหะ ช่องว่างระหว่างเฟสสู่ดินและเฟสต่อเฟสได้รับการดูแลโดยอีพอกซีเรซินหรือฉนวนรองรับพอร์ซเลน ระยะห่างจากกระแสไหลต้องเป็นไปตามข้อกำหนด IEC 60071 สำหรับระดับมลพิษในพื้นที่ — ที่ระดับมลพิษ 3 ขั้นต่ำ 25 มม. ต่อกิโลโวลต์ จำเป็นต้องมีเฟสสู่ดิน
• ฉนวนก๊าซ SF6: ใช้ในสวิตช์เกียร์หุ้มฉนวนแก๊ส (GIS) โดยที่ระบบบัสบาร์ทั้งหมดถูกปิดล้อมไว้ในกล่องโลหะที่มีการลงกราวด์ซึ่งเต็มไปด้วยก๊าซ SF6 ที่แรงดันสัมบูรณ์ประมาณ 3–5 บาร์ SF6 มีความเป็นฉนวนประมาณ มากกว่าอากาศ 2.5 เท่า ที่ความดันบรรยากาศ ทำให้ขนาดตู้ลดลงอย่างมาก วิธีการนี้ใช้ในกรณีที่พื้นที่ถูกจำกัดอย่างรุนแรง เช่น สถานีย่อยใต้ดินในเมือง และห้องเปลี่ยนแพลตฟอร์มนอกชายฝั่ง

ประเภทกรอบหุ้ม พิกัด IP และการลดพิกัดความร้อน

โครงสร้างตู้ของระบบบัสบาร์มีผลโดยตรงต่อพิกัดกระแสไฟฟ้าที่ทำได้ พิกัด IP ที่สูงขึ้นจะจำกัดการไหลเวียนของอากาศผ่านตัวเครื่อง ลดการระบายความร้อนจากการพาความร้อนจากพื้นผิวบัสบาร์ และกำหนดให้บัสบาร์ถูกลดระดับจากพิกัดเปิดโล่ง

เป็นแนวทางปฏิบัติสำหรับการลดพิกัดปัจจุบันของบัสบาร์แบบปิดตามคลาส IP:

• IP31 / IP42 (สวิตช์เกียร์ในร่มมาตรฐาน): ข้อ จำกัด ขั้นต่ำในการระบายอากาศตามธรรมชาติ ปัจจัยการลดพิกัดประมาณ 0.90–1.00 สัมพันธ์กับพิกัดกลางแจ้ง
• IP54 (ป้องกันฝุ่นและน้ำกระเซ็น): ช่องระบายอากาศลดลง ปัจจัยการลดค่าโดยทั่วไป 0.85–0.90 ซึ่งแสดงถึงความจุปัจจุบันที่ลดลง 10–15%
• IP65 / IP66 (ปิดผนึกอย่างสมบูรณ์): ไม่มีช่องระบายอากาศ การกระจายความร้อนจำกัดเฉพาะการนำผ่านผนังตู้ โดยทั่วไปแล้วปัจจัยการลดอันดับ 0.75–0.85 . สำหรับบัสบาร์กระแสสูงในกรอบหุ้ม IP65 อาจจำเป็นต้องใช้การระบายความร้อนด้วยอากาศแบบบังคับหรือบัสท่อระบายความร้อนด้วยของเหลว เพื่อรักษาบัสบาร์ให้อยู่ภายในขีดจำกัดความร้อน
• NEMA 4X (ปิดผนึกป้องกันการกัดกร่อน): ข้อจำกัดด้านความร้อนที่คล้ายกันกับ IP66 ระบุโดยทั่วไปสำหรับการแปรรูปอาหาร ยา และการใช้งานทางทะเลที่ต้องการการชะล้างและทนต่อสารเคมี

เมื่อว่าจ้างซัพพลายเออร์บัสบาร์แรงดันต่ำปานกลางสำหรับโครงการที่เกี่ยวข้องกับกรอบหุ้ม IP54 หรือสูงกว่า ให้จัดระดับ IP ของกรอบหุ้มและปริมาตรภายในในขั้นตอนการสอบถาม เพื่อให้ซัพพลายเออร์สามารถรวมปัจจัยการลดพิกัดที่ถูกต้องในการคำนวณพิกัดปัจจุบันของพวกเขา การใช้การลดพิกัดย้อนหลังหลังจากระบุบัสบาร์แล้ว บ่อยครั้งจะส่งผลให้แอสเซมบลีที่มีการประเมินต่ำเกินไปไม่ผ่านการทดสอบประเภท

การกำหนดค่าบัสบาร์: รูปแบบแบน ท่อ และ Busduct

บัสบาร์มีจำหน่ายในรูปแบบทางกายภาพหลายรูปแบบ แต่ละรูปแบบเหมาะกับระดับแรงดันไฟฟ้า ช่วงกระแสไฟ และวิธีการติดตั้งที่แตกต่างกัน การทำความเข้าใจความแตกต่างทำให้สามารถระบุรูปแบบที่ถูกต้องตั้งแต่เริ่มแรก แทนที่จะปรับเปลี่ยนหลังจากแก้ไขเค้าโครงสวิตช์เกียร์แล้ว

แถบสี่เหลี่ยมแบน

รูปแบบที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการออกแบบบัสบาร์แรงดันต่ำ มีจำหน่ายในความกว้างตั้งแต่ 12 มม. ถึง 200 มม. และความหนาตั้งแต่ 3 มม. ถึง 20 มม. ในทองแดงหรืออะลูมิเนียม แท่งแบนหลายแท่งสามารถวางซ้อนกันแบบขนานเพื่อเพิ่มพิกัดกระแสได้ ซึ่งเป็นแนวทางทั่วไปในสวิตช์เกียร์ LV กระแสสูงซึ่งมีพื้นที่จำกัดในมิติเดียว ตัวอย่างเช่น แท่งทองแดงขนาด 100 มม. × 10 มม. สองแท่งขนานกันสามารถบรรทุกได้ประมาณ 3,600–4,400 ก เพิ่มพิกัดแท่งเดียวได้อย่างมีประสิทธิภาพเป็นสองเท่าพร้อมความสูงของชุดประกอบที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อย

บาร์กลมท่อ

ตัวนำท่อกลม (โดยทั่วไปคืออลูมิเนียมอัลลอยด์ 6063-T6 หรือ 6101-T61 หรือทองแดง C11000) เป็นรูปแบบมาตรฐานสำหรับระบบบัสบาร์แรงดันไฟฟ้ากลางกลางแจ้งในสถานีย่อยที่มีฉนวนอากาศ โปรไฟล์แบบท่อเพิ่มอัตราส่วนพื้นที่ผิวต่อมวลสูงสุดสำหรับการกระจายความร้อน ให้โมดูลัสหน้าตัดสูงต่อหน่วยน้ำหนักสำหรับการขยายระหว่างฉนวนรองรับ และที่แรงดันไฟฟ้าสูงกว่า 66 kV พื้นผิวทรงกลมเรียบช่วยลดการเกิดโคโรนาผ่านการกระจายสนามไฟฟ้าที่สม่ำเสมอ บัสบาร์แบบท่อสำหรับการใช้งานสถานีย่อย 110–500 kV โดยทั่วไปมีตั้งแต่ OD 80 มม. ถึง 200 มม ผนังหนา 6-15 มม.

บัสดัก (บัสเวย์)

ระบบบัสดักสำเร็จรูปประกอบด้วยบัสบาร์แบบแบนหรือแบบท่อที่อยู่ภายในตัวเรือนโลหะที่ประกอบจากโรงงาน ซึ่งมีให้เลือกตั้งแต่ประมาณ 400 A ถึง 6,300 A สำหรับแอปพลิเคชัน LV ขึ้นไป 40 kA สำหรับการเชื่อมต่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและหม้อแปลงไฟฟ้า Busduct นำเสนอข้อดีของพิกัดกระแสไฟฟ้าที่ได้รับการรับรองจากโรงงาน ฉนวนที่ใช้จากโรงงานและแผงกั้นเฟส และการติดตั้งที่ไซต์งานที่รวดเร็วเมื่อเปรียบเทียบกับการวิ่งบัสบาร์ที่ประดิษฐ์ขึ้นในสนาม สำหรับการใช้งานที่มีแรงดันไฟฟ้าปานกลาง บัสดักหุ้มฉนวนหล่อเรซินที่มีพิกัด 12–36 kV จะใช้ในสถานการณ์ที่ทางเลือกสายเคเบิลจะต้องใช้สายเคเบิลแบบขนานจำนวนที่ไม่สามารถทำได้ และในกรณีที่จำเป็นต้องมีเส้นทางที่กะทัดรัดและสามารถตรวจสอบได้

มาตรฐานที่บังคับใช้และข้อกำหนดการปฏิบัติตามข้อกำหนด

การปฏิบัติตามมาตรฐานที่เหมาะสมถือเป็นข้อกำหนดในการอนุมัติโครงการ ไม่ใช่การปรับปรุงคุณภาพเพิ่มเติม มาตรฐานที่ควบคุมการประกอบบัสบาร์จะกำหนดการทดสอบประเภทที่ต้องรับชม การทดสอบตามปกติที่จำเป็นสำหรับทุกหน่วย และเอกสารที่ผู้ใช้ปลายทางหรือหน่วยงานที่มีเขตอำนาจศาล (AHJ) จะต้องได้รับอนุมัติการว่าจ้าง

• IEC 61439-1 และ IEC 61439-2: ครอบคลุมสวิตช์เกียร์แรงดันต่ำและชุดควบคุมเกียร์ IEC 61439-1 เป็นมาตรฐานกฎทั่วไป IEC 61439-2 กล่าวถึงชุดสวิตช์เกียร์จ่ายไฟและชุดควบคุม (ชุดประกอบ PSC) การทดสอบประเภทประกอบด้วยการตรวจสอบการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ การทนต่อการลัดวงจร ความทนทานต่อไดอิเล็กทริก และการทดสอบระดับการป้องกัน (IP)
• IEC 62271-1 และ IEC 62271-200: ครอบคลุมสวิตช์เกียร์แรงดันไฟฟ้าปานกลางและเกียร์ควบคุม IEC 62271-200 กล่าวถึงสวิตช์เกียร์แบบปิดที่ปิดด้วยโลหะ AC โดยเฉพาะตั้งแต่ 1 kV ถึง 52 kV รวมถึงการทดสอบประเภทสำหรับการจำแนกอาร์คภายใน (IAC) ซึ่งเป็นข้อกำหนดที่จำเป็นมากขึ้นสำหรับการป้องกันบุคลากรในห้องสวิตช์ที่มีคนอยู่ การจัดอันดับ IAC ของ AFLR 16 kA เป็นเวลา 1 วินาที หรือ 25 kA เป็นเวลา 1 วินาที โดยทั่วไประบุไว้สำหรับสวิตช์เกียร์ MV ภายในอาคารในโครงการเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรม
• UL 857 (รถประจำทาง): มาตรฐานอเมริกาเหนือสำหรับระบบบัสเวย์ที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 600 V AC, 6,000 A. จำเป็นสำหรับโครงการในสหรัฐอเมริกาและแคนาดาที่ใช้บัสดักสำหรับการจ่ายพลังงานในอาคารหรือโรงงานอุตสาหกรรม
• GB/ที 5585.1 / 5585.2: มาตรฐานแห่งชาติของจีนสำหรับบัสบาร์ทองแดงและอลูมิเนียมสำหรับวัตถุประสงค์ทางไฟฟ้า จำเป็นสำหรับโครงการในประเทศจีนและมีความเกี่ยวข้องในการจัดหาจากการผลิตซัพพลายเออร์บัสบาร์แรงดันต่ำปานกลางตามมาตรฐานระดับชาติของจีน
• มาตรฐาน IEEE 605: คู่มือ IEEE สำหรับการออกแบบบัสในสถานีไฟฟ้าย่อยที่มีฉนวนอากาศ จัดเตรียมวิธีการคำนวณสำหรับพิกัดกระแส แรงลัดวงจร และการออกแบบช่วงเชิงกลของระบบบัสบาร์แบบท่อและแบบแบนในโครงสร้างสถานีย่อยกลางแจ้ง ใช้กันอย่างแพร่หลายในโครงการสาธารณูปโภคในอเมริกาเหนือและสำหรับโครงการในภูมิภาคที่ใช้มาตรฐาน IEEE แทนที่จะเป็นมาตรฐาน IEC

เมื่อส่งคำถามไปยังซัพพลายเออร์บัสบาร์แรงดันต่ำปานกลาง ให้ระบุมาตรฐานที่ควบคุม หลักฐานการทดสอบประเภทที่ต้องการ และการทดสอบโดยบุคคลที่สามหรือรายงานการทดสอบที่ได้รับการรับรองจากบุคคลที่สามนั้นเป็นที่ยอมรับหรือไม่ สำหรับโครงการโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญ การระบุใบรับรองการทดสอบประเภทดั้งเดิมจากห้องปฏิบัติการทดสอบที่ได้รับการรับรอง (KEMA, CESI, CPRI หรือเทียบเท่า) แทนการประกาศการทดสอบเฉพาะของผู้ผลิตจะช่วยลดความเสี่ยงของโครงการได้อย่างมาก

ข้อพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อมและเฉพาะสถานที่

สภาพแวดล้อมที่สถานที่ติดตั้งส่งผลต่อการเลือกวัสดุบัสบาร์ ประเภทฉนวน การรักษาพื้นผิว และช่วงเวลาในการบำรุงรักษา การไม่คำนึงถึงสภาพของไซต์งานในขั้นตอนข้อกำหนดส่งผลให้ฉนวนเสื่อมสภาพก่อนเวลาอันควร การกัดกร่อนที่ข้อต่อแบบสลักเกลียวเร็วขึ้น และอายุการใช้งานสั้นลง

อุณหภูมิและระดับความสูงโดยรอบ

สำหรับเว็บไซต์ข้างต้น ระดับความสูง 1,000 ม ความหนาแน่นของอากาศลดลงและความแข็งแรงของไดอิเล็กทริกของอากาศและประสิทธิภาพการระบายความร้อนแบบพาความร้อนก็ลดลงด้วย IEC 62271-1 กำหนดให้มีการแก้ไขทั้งแรงดันทดสอบไดอิเล็กทริกและพิกัดกระแสสำหรับระดับความสูงที่สูงกว่า 1,000 ม. ไซต์ที่ระดับความสูง 2,000 ม. ต้องใช้ปัจจัยการแก้ไขระดับความสูงประมาณ 0.94 ใช้กับแรงดันไฟฟ้าทนไดอิเล็กตริกที่กำหนด ซึ่งหมายความว่าอุปกรณ์ที่ได้รับการจัดอันดับที่ความถี่กำลัง 28 kV ทนต่อระดับน้ำทะเลจะต้องได้รับการตรวจสอบอีกครั้งที่ความหนาแน่นของอากาศที่ลดลงในระดับความสูง การลดกระแสปัจจุบันประมาณ 5% ต่อ 1,000 ม. เหนือ 1,000 ม เป็นการประมาณการจุดเริ่มต้นที่ใช้กันอย่างแพร่หลายซึ่งอยู่ระหว่างการคำนวณความร้อนโดยละเอียด

สภาพแวดล้อมการกัดกร่อน

หมวดหมู่การกัดกร่อน ISO 9223 ของสถานที่ติดตั้งควบคุมการป้องกันพื้นผิวที่จำเป็นของตัวนำบัสบาร์ ฮาร์ดแวร์รองรับ และเปลือกหุ้ม สำหรับไซต์งานที่อยู่ในประเภทการกัดกร่อน C3 (ปานกลาง — อุตสาหกรรมในเขตเมือง) หรือต่ำกว่า บัสบาร์ทองแดงหรืออลูมิเนียมอโนไดซ์มาตรฐานที่มีข้อต่อนำไฟฟ้าที่จุดต่อแบบสลักเกลียวมักจะเพียงพอ สำหรับ C4 (อุตสาหกรรมชายฝั่งสูง) หรือ C5-M (สูงมาก - นอกชายฝั่งทางทะเล) ต้องใช้การชุบดีบุกหรือเงินที่โซนสัมผัสทั้งหมด การชุบอโนไดซ์แบบแข็งของพื้นผิวอะลูมิเนียม และสแตนเลสหรือฮาร์ดแวร์รองรับชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน ในสภาพแวดล้อมของโรงงานปิโตรเคมีและเคมี จะต้องพิจารณาเพิ่มเติมเกี่ยวกับความต้านทานต่อสารเคมีในกระบวนการเฉพาะ ซึ่งอาจต้องมีการระบุวัสดุหุ้มและสารประกอบปะเก็นที่ทนทานต่อไฮโดรเจนซัลไฟด์ คลอรีน หรือแอมโมเนียตามความเหมาะสม

ข้อกำหนดเกี่ยวกับเขตแผ่นดินไหว

สำหรับระบบบัสบาร์แรงดันปานกลางที่ติดตั้งในเขตแผ่นดินไหว 2 หรือสูงกว่า (ตาม IBC หรือรหัสประเทศที่เทียบเท่า) โครงสร้างรองรับบัสบาร์ พิกัดคานยื่นของฉนวน และอุปกรณ์ยึดตู้ต้องได้รับการตรวจสอบเทียบกับการออกแบบการเร่งภาคพื้นดินของแผ่นดินไหว ข้อกำหนดของโครงการอาจจำเป็นต้องมีคุณสมบัติแผ่นดินไหวต่อ IEEE 693 (สำหรับสถานีย่อยสาธารณูปโภค) หรือ IEC 62271-300 (สำหรับสวิตช์เกียร์ภายในอาคาร) ในบริเวณที่เกิดแผ่นดินไหวสูง การเชื่อมต่อที่ยืดหยุ่นระหว่างส่วนบัสบาร์และระหว่างบัสบาร์กับเทอร์มินัลอุปกรณ์มีความสำคัญอย่างยิ่งในการป้องกันความเสียหายจากการเคลื่อนที่ส่วนต่างระหว่างเหตุการณ์แผ่นดินไหว

การประเมินซัพพลายเออร์บัสบาร์แรงดันต่ำปานกลาง

ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคของระบบบัสบาร์มีความน่าเชื่อถือพอๆ กับกระบวนการผลิตและการควบคุมคุณภาพของซัพพลายเออร์ผู้ผลิตเท่านั้น การเลือกซัพพลายเออร์บัสบาร์แรงดันต่ำปานกลางที่มีความสามารถและโปร่งใสเป็นส่วนสำคัญของกระบวนการจัดซื้อ ไม่ใช่การพิจารณารอง

• ประเภทเอกสารการทดสอบ: ขอใบรับรองการทดสอบประเภทดั้งเดิม ไม่ใช่แค่การอ้างอิงถึงรายงานการทดสอบเท่านั้น ซึ่งครอบคลุมถึงอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ความทนทานต่อการลัดวงจร สมรรถนะของฉนวน และระดับการป้องกันสำหรับพิกัดกระแสและระดับแรงดันไฟฟ้าเฉพาะของระบบบัสบาร์ที่จ่ายให้ ใบรับรองควรระบุห้องปฏิบัติการทดสอบ วันที่ทดสอบ และโครงร่างผลิตภัณฑ์ที่ทดสอบอย่างแน่นอน
• การรับรองวัสดุและการตรวจสอบย้อนกลับ: ซัพพลายเออร์ควรจัดเตรียมใบรับรองการทดสอบโรงงานเพื่อยืนยันเกรดโลหะผสมของตัวนำ อุณหภูมิ องค์ประกอบทางเคมี และค่าการนำไฟฟ้าสำหรับชุดการผลิตแต่ละชุด สำหรับทองแดง ให้ยืนยัน C11000 (Cu-ETP) หรือเทียบเท่า สำหรับอะลูมิเนียม ให้ยืนยัน 1350-H19, 6063-T6 หรือ 6101-T61 ตามความเหมาะสม
• ความสม่ำเสมอของมิติ: ขอบันทึกการตรวจสอบขนาดหรือรายงานการตรวจสอบบทความแรก (FAI) เพื่อยืนยันว่าส่วนตัดขวางของบัสบาร์ ความตรง และการวางตำแหน่งรู (สำหรับแท่งที่เจาะล่วงหน้า) อยู่ภายในพิกัดความเผื่อที่ระบุ ความคลาดเคลื่อนความกว้างและความหนาของ ±0.5 มม. หรือดีกว่า เป็นเรื่องปกติสำหรับบัสบาร์สวิตช์เกียร์ที่มีความแม่นยำ
• ความสามารถในการรักษาพื้นผิว: ยืนยันว่าการชุบดีบุก การชุบเงิน หรืออโนไดซ์แบบแข็งนั้นดำเนินการภายในบริษัทหรือโดยรับเหมาช่วง การปรับสภาพพื้นผิวภายในบริษัทช่วยให้ซัพพลายเออร์สามารถควบคุมความหนา การยึดเกาะ และความครอบคลุมของการชุบได้โดยตรง ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบด้านคุณภาพที่สำคัญเหนือกระบวนการรับเหมาช่วง
• ระบบการจัดการคุณภาพ: การรับรอง ISO 9001 เป็นพื้นฐาน สำหรับโครงการสาธารณูปโภคและโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญ โปรดขอหลักฐานการตรวจสอบลูกค้าล่าสุด อัตรารายงานความไม่สอดคล้อง (NCR) และบันทึกการดำเนินการแก้ไข ซัพพลายเออร์ยินดีแบ่งปันข้อมูลประสิทธิภาพที่มีคุณภาพจะให้การรับประกันมากกว่าซัพพลายเออร์ที่สามารถเสนอหมายเลขใบรับรองได้เท่านั้น
• เวลานำและความน่าเชื่อถือในการจัดส่ง: ยืนยันเวลารอคอยการผลิตสำหรับโลหะผสม เฉพาะหน้าตัด และการประมวลผลมูลค่าเพิ่ม (การตัด การเจาะ การชุบ) ที่จำเป็น สำหรับส่วนประกอบบัสบาร์ที่มีความสำคัญต่อโครงการ ให้ขอหลักฐานประสิทธิภาพการส่งมอบตรงเวลา และชี้แจงแนวทางของซัพพลายเออร์ในการจัดการความพร้อมของวัตถุดิบในช่วงระยะเวลาที่ข้อจำกัดของห่วงโซ่อุปทาน

หลักปฏิบัติในการติดตั้งและบำรุงรักษาที่ปกป้องประสิทธิภาพในระยะยาว

ระบบบัสบาร์ที่ระบุอย่างถูกต้องยังคงสามารถทำงานได้ต่ำกว่าปกติ หากแนวทางปฏิบัติในการติดตั้งและบำรุงรักษาไม่เพียงพอ สาเหตุที่เกี่ยวข้องกับการติดตั้งที่พบบ่อยที่สุดของการเสื่อมสภาพของบัสบาร์คือข้อต่อสลักเกลียวที่เตรียมมาไม่ดี แรงบิดของสลักเกลียวไม่ถูกต้อง และการขยายตัวเนื่องจากความร้อนที่ไม่รองรับ

การเตรียมข้อต่อแบบเกลียวและแรงบิด

ที่จุดเชื่อมต่อบัสบาร์แบบเกลียวทุกครั้ง ให้ทำความสะอาดพื้นผิวสัมผัสทั้งสองเป็นโลหะสว่างด้วยแปรงลวดสแตนเลสทันทีก่อนการประกอบ ทาสารประกอบที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า (ที่เป็นสังกะสีสำหรับอะลูมิเนียม และจากปิโตรเลียมสำหรับทองแดง) กับพื้นผิวทั้งสอง ขันโบลต์ให้แน่นตามแรงบิดที่ระบุของผู้ผลิต — โดยทั่วไป 20–30 Nm สำหรับสลักเกลียว M10 และ 40–60 Nm สำหรับสลักเกลียว M12 ในการเชื่อมต่อระหว่างทองแดงกับทองแดง ใช้แหวนรองสปริง Belleville ใต้หัวโบลต์และน็อตที่จุดเชื่อมต่อบัสบาร์อะลูมิเนียมทั้งหมด เพื่อชดเชยการคลายตัวของการคืบของอะลูมิเนียมที่เกิดขึ้นภายใต้แรงอัดต่อเนื่องที่อุณหภูมิสูง

การจัดการการขยายตัวทางความร้อน

ทองแดงมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนประมาณ 17 × 10⁻⁶ /°ซ ; อลูมิเนียมประมาณ 23 × 10⁻⁶ /°ซ . บนเส้นทางวิ่งรถบัสอะลูมิเนียมความสูง 20 เมตร การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ 70°C — จากอุณหภูมิแวดล้อมเย็นระหว่างการทดสอบเดินเครื่องไปจนถึงอุณหภูมิการทำงานเต็มพิกัดในฤดูร้อน — ทำให้เกิดอุณหภูมิประมาณ การขยายตัวเชิงเส้น 32 มม . หากการเคลื่อนที่นี้ไม่ได้รับการรองรับโดยแคลมป์รองรับแบบเลื่อนและข้อต่อส่วนขยายแบบยืดหยุ่นในช่วงเวลาที่เหมาะสม ความเค้นอัดที่เกิดขึ้นจะทำให้เกิดการโก่งงอของตัวนำ ความเสียหายต่อฉนวนรองรับ และการคลายตัวของจุดเชื่อมต่อแบบสลักเกลียวอย่างต่อเนื่อง ควรติดตั้งข้อต่อขยายแบบยืดหยุ่นในช่วงเวลาไม่เกิน 30–40 เมตร บนเส้นทางวิ่งตรงและทุกจุดเชื่อมต่อกับสถานีอุปกรณ์ประจำที่

การตรวจสอบความร้อน

การสำรวจทางความร้อนแบบอินฟราเรดของข้อต่อสลักเกลียวของบัสบาร์ภายใต้ภาระการใช้งานเป็นเครื่องมือบำรุงรักษาที่คุ้มค่าที่สุดสำหรับการระบุการพัฒนาการเชื่อมต่อที่มีความต้านทานสูงก่อนที่จะทำให้เกิดความเสียหายจากความร้อนหรือการหยุดชะงักของบริการ สำหรับระบบบัสบาร์แรงดันปานกลางและส่วนประกอบแรงดันต่ำกระแสสูง การตรวจสอบความร้อนควรดำเนินการเมื่อทดสอบการใช้งานและทำซ้ำในช่วงเวลา ไม่เกิน 12 เดือน สำหรับวงจรวิกฤต ข้อต่อวิ่งมากกว่า 10°C เหนือการเชื่อมต่อที่อยู่ติดกัน ที่โหลดเท่ากันบ่งบอกถึงความต้านทานต่อการสัมผัสที่เพิ่มขึ้นซึ่งต้องได้รับการตรวจสอบและแก้ไข

คำถามที่พบบ่อย