วิธีการเลือกบัสบาร์อลูมิเนียมอัลลอยด์ที่เหมาะสม

วิธีการเลือกบาร์บัสแบบท่อโลหะผสมอลูมิเนียมที่เหมาะสม

คำตอบที่ตรงที่สุด: เลือกของคุณ บัสบาร์อลูมิเนียมอัลลอยด์ ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์หลักสี่ประการ — เกรดโลหะผสม เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกและความหนาของผนัง อัตรากระแสบัสบาร์ท่ออะลูมิเนียม และสภาพแวดล้อมของสถานที่ติดตั้งของคุณ การได้รับสิทธิ์ทั้งสี่ประการนี้จะช่วยลดสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของความล้มเหลวก่อนเวลาอันควร ความร้อนเกินพิกัด และการล่มสลายทางกลในสถานีย่อยกลางแจ้งและโครงสร้างระบบส่งกำลัง คู่มือนี้จะอธิบายแต่ละปัจจัยพร้อมข้อมูลเฉพาะ การเปรียบเทียบในอุตสาหกรรม และคำแนะนำเชิงปฏิบัติเพื่อช่วยให้วิศวกร ทีมจัดซื้อ และผู้จัดการโครงการทำการตัดสินใจโดยมีข้อมูลครบถ้วน

เหตุใดบัสบาร์แบบท่ออะลูมิเนียมจึงเป็นตัวเลือกที่ต้องการสำหรับการติดตั้งระบบไฟฟ้าแรงสูง

บัสบาร์แบบท่อโลหะผสมอลูมิเนียมได้เข้ามาแทนที่รูปแบบตัวนำที่เป็นของแข็งและแบนเป็นส่วนใหญ่ในลานสวิตช์กลางแจ้ง สถานีย่อย และโครงสร้างระบบส่งไฟฟ้าแรงปานกลางและสูง เหตุผลได้รับการสนับสนุนอย่างดีจากข้อมูลทางวิศวกรรม

โปรไฟล์ท่อกลวงใช้วัสดุอย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าแท่งทึบที่มีหน้าตัดเท่ากัน สำหรับความสามารถในการรองรับกระแสไฟฟ้าที่กำหนด ตัวนำแบบท่อสามารถให้ประสิทธิภาพเอฟเฟกต์ผิวหนังแบบเดียวกันได้ มวลวัสดุน้อยลง 30–40% เมื่อเทียบกับแท่งแข็ง สิ่งนี้แปลโดยตรงเป็นภาระโครงสร้างที่ลดลงบนฉนวนรองรับและงานเหล็กโครงสำหรับตั้งสิ่งของ - ข้อได้เปรียบที่สำคัญในการจัดเตรียมบัสสถานีย่อยระยะยาวซึ่งมีช่วงของ 8 ถึง 15 เมตร ระหว่างการรองรับเป็นเรื่องปกติ

อลูมิเนียมอัลลอยด์ยังมีอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักซึ่งเหล็กและทองแดงไม่สามารถเทียบเคียงได้ในราคาที่เทียบเคียงได้ สำหรับการใช้งานกลางแจ้งที่มีลม การโหลดน้ำแข็ง และแผ่นดินไหว สมรรถนะทางกลนี้ไม่ได้เป็นเพียงความสะดวกสบายเท่านั้น แต่ยังเป็นข้อกำหนดด้านความปลอดภัยของโครงสร้างด้วย หน้าตัดของท่อให้โมดูลัสส่วนสูงและโมเมนต์ความเฉื่อยต่อน้ำหนักต่อหน่วย ทำให้มีช่วงที่ยาวขึ้นโดยไม่มีการหย่อนมากเกินไปหรือความล้าที่เกิดจากการสั่นสะเทือนที่จุดยึดแคลมป์

ความต้านทานการกัดกร่อนเป็นข้อได้เปรียบในทางปฏิบัติอีกประการหนึ่ง ชั้นออกไซด์ตามธรรมชาติบนพื้นผิวโลหะผสมอะลูมิเนียมให้การปกป้องที่เพียงพอในสภาพแวดล้อมบรรยากาศส่วนใหญ่ ในสภาพแวดล้อมชายฝั่งทะเลหรืออุตสาหกรรมหนัก สามารถระบุการเคลือบอโนไดซ์หรือพื้นผิวแบบพิเศษเพื่อยืดอายุการใช้งานได้ 30 ปี ด้วยการบำรุงรักษาตามปกติ

ทำความเข้าใจกับเกรดอลูมิเนียมอัลลอยด์ที่ใช้ในแท่งบัสแบบท่อ

อลูมิเนียมอัลลอยด์บางชนิดไม่ได้มีประสิทธิภาพเท่ากันในการใช้งานบัสบาร์ การเลือกเกรดโลหะผสมส่งผลต่อการนำไฟฟ้า ความต้านทานแรงดึง ความสามารถในการเชื่อม และความต้านทานต่อการกัดกร่อนจากความเค้น ซีรีส์โลหะผสมที่ระบุโดยทั่วไปสามรายการสำหรับการใช้งานบัสบาร์ท่อโลหะผสมอลูมิเนียมคือ 1xxx, 6xxx และซีรีส์ 5xxx ที่ใช้กันทั่วไปน้อยกว่า

โลหะผสม 1350 (อัล 99.5% — ซีรีส์ 1xxx)

ล้อแม็ก 1350-H14 หรือ H19 เป็นเกรดมาตรฐานตัวนำไฟฟ้า ประกอบด้วยขั้นต่ำของ อลูมิเนียม 99.5% และมีค่าการนำไฟฟ้าประมาณ ไอเอซีเอส 61% (มาตรฐานทองแดงอบอ่อนสากล) ความต้านทานแรงดึงอยู่ในระดับปานกลาง — โดยทั่วไป 95–130 เมกะปาสคาล ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ — ซึ่งจำกัดการใช้งานให้สั้นลงหรือการใช้งานที่โหลดโครงสร้างพอประมาณ ข้อได้เปรียบหลักของมันคือค่าการนำไฟฟ้าสูงสุดต่อหน่วยหน้าตัด ทำให้เป็นโลหะผสมที่ต้องการเมื่อลดการสูญเสียความต้านทานให้เหลือน้อยที่สุดคือเป้าหมายการออกแบบที่เหนือกว่า

โลหะผสม 6061 และ 6063 (Al-Mg-Si — ซีรีส์ 6xxx)

อัลลอยด์ซีรีส์ 6xxx เป็นกลุ่มที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดสำหรับการใช้งานบัสบาร์โครงสร้าง อัลลอย 6061-T6 มีความต้านทานแรงดึงของ 260–310 เมกะปาสคาล และให้กำลังผลผลิตประมาณ 240–276 เมกะปาสคาล โดยยังคงรักษาค่าการนำไฟฟ้าของบริเวณโดยรอบ ไอเอซีเอส 43% . อัลลอย 6063-T6 ให้ความแข็งแรงต่ำกว่าเล็กน้อย (ความต้านทานแรงดึง ~205–240 MPa) แต่มีค่าการนำไฟฟ้าสูงกว่า (~53% IACS) และความสามารถในการอัดขึ้นรูปที่ดีเยี่ยม ทำให้เป็นตัวเลือกที่ต้องการสำหรับโปรไฟล์ท่อที่ซับซ้อน

ในโครงการบัสบาร์ของสถานีย่อยส่วนใหญ่ 6063-T6 มีความสมดุลในทางปฏิบัติมากที่สุดระหว่างประสิทธิภาพทางไฟฟ้าและความสามารถในการรับน้ำหนักทางกล นอกจากนี้ยังแสดงความสามารถในการเชื่อมที่ดีโดยใช้กระบวนการ MIG หรือ TIG ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อข้อต่อภาคสนามและลูปการขยายตัว

โลหะผสม 6101 (Al-Mg-Si — โครงสร้างการนำไฟฟ้าสูง)

ล้อแม็ก 6101-T61 หรือ T64 ได้รับการพัฒนาโดยเฉพาะสำหรับการใช้งานตัวนำบัสไฟฟ้าที่ต้องใช้ทั้งความแข็งแรงเชิงกลและค่าการนำไฟฟ้าที่สูงกว่า 55% IACS มันประสบความสำเร็จ 55–57% ไอเอซีเอส โดยมีกำลังรับแรงดึงประมาณ 220–260 เมกะปาสคาล . โลหะผสมนี้มักถูกระบุสำหรับระบบบัสเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสูงและโครงสร้างบัสสถานีย่อยที่มีความจุสูง ซึ่งไม่สามารถลดความสามารถในการนำไฟฟ้าหรือประสิทธิภาพของโครงสร้างได้อย่างมีนัยสำคัญ

คะแนนปัจจุบันของ Busbar ท่ออลูมิเนียม: วิธีการปรับขนาดอย่างถูกต้อง

คะแนนปัจจุบันของบัสบาร์ท่ออลูมิเนียมถูกกำหนดโดยความสามารถของตัวนำในการกระจายความร้อนที่เกิดจากการสูญเสียความต้านทาน (I²R) โดยไม่เกินอุณหภูมิตัวนำสูงสุดที่อนุญาต - โดยทั่วไป 90°C สำหรับบัสบาร์อลูมิเนียมที่ได้รับการจัดอันดับอย่างต่อเนื่อง ตามมาตรฐาน IEC 62271 และ ANSI/IEEE

การให้คะแนนปัจจุบันขึ้นอยู่กับตัวแปรต่อไปนี้:

• เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก (OD) และความหนาของผนัง — ร่วมกันกำหนดพื้นที่หน้าตัดและพื้นที่ผิวสำหรับการกระจายความร้อน
• ค่าการนำไฟฟ้าของโลหะผสมในหน่วย %IACS
• อุณหภูมิแวดล้อม (อ้างอิงมาตรฐาน: 40°C สำหรับ IEC, 25°C สำหรับ IEEE )
• การแผ่รังสีแสงอาทิตย์ (สำคัญสำหรับบัสบาร์แนวนอนกลางแจ้ง)
• ความเร็วลม (เพิ่มการระบายความร้อนแบบพาความร้อน โดยทั่วไปถือว่าที่ 0.6 ม./วินาที ถึง 1.0 ม./วินาที สำหรับการให้คะแนนกลางแจ้งแบบอนุรักษ์นิยม)
• การวางแนวของตัวนำ (แนวนอนและแนวตั้งส่งผลต่อการพาความร้อนตามธรรมชาติ)

ตามข้อมูลอ้างอิงในทางปฏิบัติ ตารางด้านล่างแสดงพิกัดกระแสบ่งชี้สำหรับบัสบาร์อะลูมิเนียมแบบท่อ 6063-T6 ที่อุณหภูมิแวดล้อม 40°C ในอากาศนิ่ง (แบบอนุรักษ์นิยม) โดยมีอุณหภูมิตัวนำสูงสุด 90°C:

ค่าเหล่านี้เป็นตัวบ่งชี้ ดำเนินการคำนวณพิกัดความร้อนเฉพาะไซต์เสมอ โดยใช้ข้อมูลอุณหภูมิแวดล้อมจริง ค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสงแสงอาทิตย์ การแผ่รังสี และข้อมูลความเร็วลมสำหรับที่ตั้งโครงการ ในสถานที่ระดับความสูงมากกว่า 2,000 ม. ความหนาแน่นของอากาศจะลดลงและการระบายความร้อนแบบพาความร้อนจะลดลง โดยต้องมีการลดพิกัดเพิ่มเติมโดยทั่วไป 5–10% ต่อ 1,000 ม. เหนือระดับความสูง 1,000 ม .

ความต้านทานกระแสไฟลัดวงจรก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน สำหรับสถานีย่อย 110 kV ที่มีระดับข้อผิดพลาดของระบบ 40 kA เป็นเวลา 1 วินาที ต้องคำนวณหน้าตัดของตัวนำที่ต้องการตามการให้ความร้อนแบบอะเดียแบติกเพื่อให้แน่ใจว่าอุณหภูมิจะไม่เกินขีดจำกัดการทนต่อระยะเวลาอันสั้นของโลหะผสม (โดยทั่วไป 200°C สำหรับ 6063-T6 ). ใช้สูตรอะเดียแบติก: A = ฉัน × √t / K โดยที่ K สำหรับอะลูมิเนียมอยู่ที่ประมาณ 87 A·s^0.5/มม.² ข้อผิดพลาด 40 kA / 1 วินาทีต้องมีหน้าตัดขั้นต่ำประมาณ 460 มม.² — อยู่ในช่วงของโปรไฟล์ท่อมาตรฐาน แต่เป็นพารามิเตอร์ที่ต้องตรวจสอบอย่างชัดเจน

การเลือกมิติ: เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก ความหนาของผนัง และการออกแบบช่วง

การเลือกเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกและความหนาของผนังที่ถูกต้องเกี่ยวข้องกับการปรับสมดุลข้อกำหนดที่แข่งขันกันสามประการ ได้แก่ ความสามารถในการรองรับกระแสไฟฟ้า ความแข็งแรงทางกลภายใต้การรับน้ำหนักช่วง และการจัดการการปล่อยโคโรนาที่แรงดันไฟฟ้าสูง

ข้อควรพิจารณาในปัจจุบันและผลกระทบของผิวหนัง

ที่ความถี่กำลัง (50 หรือ 60 เฮิรตซ์) กระแสสลับมีแนวโน้มที่จะไหลเป็นพิเศษใกล้กับพื้นผิวด้านนอกของตัวนำ ซึ่งก็คือผลกระทบที่ผิวหนัง ความลึกของผิวสำหรับอะลูมิเนียมที่ 50 Hz มีค่าโดยประมาณ 11 มม . ซึ่งหมายความว่าสำหรับท่อที่มีความหนาของผนังมากกว่าประมาณ 11 มม. ส่วนด้านในของผนังมีส่วนช่วยในการนำกระแสไฟฟ้าน้อยกว่าโซนด้านนอก สำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางบัสบาร์ที่ใช้งานได้จริงส่วนใหญ่ (OD 50–200 มม.) ที่มีความหนาของผนัง 5–15 มม. ผลกระทบของผลกระทบของผิวหนังอยู่ในระดับปานกลาง แต่ควรนำมาพิจารณาในการคำนวณความต้านทาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ความถี่สูงกว่าหรือมีเนื้อหาฮาร์โมนิกที่มีนัยสำคัญ

ในทางปฏิบัติ นี่หมายถึงการเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก (แทนที่จะเป็นความหนาของผนัง) เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพมากกว่าในการเพิ่มความจุกระแสไฟฟ้าเมื่อความหนาของผนังเกินประมาณ 8–10 มม. เส้นผ่านศูนย์กลางที่ใหญ่ขึ้นยังช่วยเพิ่มพื้นที่ผิวสำหรับการกระจายความร้อนแบบพาความร้อน

กำลังโหลดช่วงเครื่องกล

บัสบาร์ต้องรองรับน้ำหนักของตัวเอง แรงลม และในบางภูมิภาค ภาระการสะสมน้ำแข็ง ตลอดช่วงการออกแบบ โดยไม่เกินขีดจำกัดความเค้นหรือการโก่งตัวที่อนุญาต การตรวจสอบการออกแบบที่สำคัญคือค่าความเค้นดัดสูงสุดที่ช่วงกลางหรือที่จุดยึดแคลมป์

สำหรับช่วงแนวนอนที่รองรับง่ายๆ โมเมนต์การดัดงอสูงสุด M = wL²/8 โดยที่ w คือโหลดแบบกระจายต่อความยาวหน่วย (N/m) และ L คือความยาวช่วง ความเค้นดัดงอที่เกิดขึ้น σ = M × (OD/2) / I โดยที่ I คือโมเมนต์ที่สองของพื้นที่ของหน้าตัดของท่อ สำหรับ 6063-T6 ที่มีความแข็งแรงของผลผลิตประมาณ 170 เมกะปาสคาล โดยทั่วไปความเค้นที่อนุญาตในการออกแบบจะกำหนดไว้ที่ 50–65% ของผลผลิต โดยให้อนุญาตประมาณ 85–110 เมกะปาสคาล .

ตัวอย่างเช่น ท่อ 6063-T6 ผนัง 100 มม. OD × 8 มม. บนระยะ 10 เมตร โดยมีแรงลมแบบกระจาย 300 นิวตัน/เมตร และน้ำหนักตัวเองประมาณ 19.2 นิวตัน/เมตร จะได้สัมผัสกับโหลดแบบกระจายรวมกันประมาณ 320 N/m ความเค้นดัดโค้งช่วงกลางที่เกิดขึ้นจะคำนวณได้ประมาณ 62 เมกะปาสคาล — ภายในช่วงที่อนุญาตได้อย่างสะดวกสบาย เป็นการยืนยันว่าช่วงนั้นเป็นที่ยอมรับในเชิงโครงสร้าง

การคายประจุโคโรนาและเส้นผ่านศูนย์กลางตัวนำขั้นต่ำ

ที่แรงดันไฟฟ้าสูงกว่าประมาณ 66 kV การไล่ระดับของสนามไฟฟ้าที่พื้นผิวตัวนำจะกลายเป็นข้อจำกัดในการออกแบบ การปล่อยโคโรนาเกิดขึ้นเมื่อสนามไฟฟ้าพื้นผิวเกินค่าประมาณ 1,500 kV/m (จุดสูงสุด) ในอากาศที่ระดับน้ำทะเล การเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของตัวนำจะช่วยลดความลาดเอียงของสนามพื้นผิว และเพิ่มแรงดันไฟฟ้าเริ่มต้นของโคโรนา

สำหรับระบบ 220 kV ที่มีแรงดันไฟฟ้าระหว่างเฟสถึงดินประมาณ 127 kV (RMS) ตัวนำ OD ขั้นต่ำประมาณ 80–100 มม โดยทั่วไปจำเป็นเพื่อรักษาประสิทธิภาพของโคโรนาให้อยู่ในขอบเขตที่ยอมรับได้ ที่ 500 kV ค่า OD ของ 120–180 มม เป็นเรื่องปกติ นี่คือสาเหตุที่เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของบัสบาร์ไฟฟ้าแรงสูงมักถูกขับเคลื่อนโดยข้อกำหนดโคโรนามากกว่าพิกัดกระแสเพียงอย่างเดียว

ตัวเลือกการรักษาพื้นผิวและการป้องกันการกัดกร่อน

สภาพพื้นผิวของบัสบาร์แบบท่อโลหะผสมอลูมิเนียมส่งผลต่อทั้งความต้านทานการกัดกร่อนในระยะยาวและประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของข้อต่อแบบสลักเกลียวหรือแบบหนีบ การทำความเข้าใจตัวเลือกการรักษาที่มีอยู่ช่วยในการจับคู่ข้อกำหนดกับสภาพแวดล้อมการติดตั้ง

โรงสีเสร็จ (ตามที่อัด)

บัสบาร์อะลูมิเนียมแบบท่อส่วนใหญ่มาพร้อมกับผิวสีแบบมิลล์ ซึ่งเป็นพื้นผิวอัดขึ้นรูปตามธรรมชาติพร้อมชั้นออกไซด์ดั้งเดิมบางๆ ซึ่งเพียงพอสำหรับสภาพแวดล้อมภายในประเทศที่ไม่ใช่อุตสาหกรรมที่มีความชื้นปานกลาง ควรทำความสะอาดพื้นผิวและใช้สารประกอบสัมผัสที่ข้อต่อแบบสลักเกลียวทั้งหมดเพื่อป้องกันการกัดกร่อนของกัลวานิกและลดความต้านทานต่อการสัมผัส

อโนไดซ์

การอโนไดซ์แบบแข็งจะทำให้เกิดชั้นออกไซด์ของ 25–100 ไมโครเมตร ความหนาช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการเสียดสี การกัดกร่อนแบบรูพรุน และการโจมตีจากบรรยากาศได้อย่างมีนัยสำคัญ เป็นการบำบัดพื้นผิวที่แนะนำสำหรับสภาพแวดล้อมชายฝั่ง (ประเภทการกัดกร่อนของทะเล C4–C5 ตาม ISO 9223) และสำหรับการติดตั้งในบรรยากาศของโรงงานเคมี โปรดทราบว่าพื้นผิวอะโนไดซ์ที่บริเวณสัมผัสจะต้องถูกขัดหรือปิดบังก่อนทำการอโนไดซ์เพื่อรักษาความต้านทานการสัมผัสที่ข้อต่อต่ำ

การชุบดีบุกหรือเงินที่โซนหน้าสัมผัส

ที่บริเวณหน้าสัมผัสรอยต่อแบบโบลท์ ให้ทำการชุบดีบุก (โดยทั่วไป 10–25 ไมโครเมตร ) หรือชุบเงิน ( 5–15 ไมโครเมตร ) มักถูกระบุเพื่อป้องกันการสะสมของอะลูมิเนียมออกไซด์ และช่วยให้มั่นใจว่าหน้าสัมผัสทางไฟฟ้าที่มีความต้านทานต่ำมีความเสถียรตลอดอายุการใช้งาน การชุบเงินให้ความต้านทานต่อการสัมผัสที่ต่ำกว่าและเสถียรกว่า แต่มีต้นทุนสูงกว่า การชุบดีบุกถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นทางเลือกที่ใช้งานได้จริงและคุ้มต้นทุน

เคลือบสี

ในโครงการอุตสาหกรรมบางโครงการ ตัวบัสบาร์แบบท่อ (ไม่รวมโซนสัมผัส) จะถูกเคลือบด้วยสีรองพื้นอีพ็อกซี่บวกกับระบบเคลือบทับด้วยโพลียูรีเทน นี่เป็นเรื่องปกติในการใช้งานด้านปิโตรเคมีหรือนอกชายฝั่งที่คาดว่าจะมีสภาพแวดล้อมประเภทการกัดกร่อน C5-M ความหนาของชั้นเคลือบโดยทั่วไปคือ 80–120 ไมโครเมตร DFT (ความหนาของฟิล์มสีแห้ง) ต่อชั้น สำหรับระบบเคลือบสองชั้น

การขยายความร้อนและการออกแบบการเชื่อมต่อที่ยืดหยุ่น

อลูมิเนียมมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนประมาณ 23 × 10⁻⁶ /°ซ — สูงกว่าเหล็กประมาณ 40% บนช่วงบัสบาร์ยาว 15 เมตร การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ 60°C (จากอุณหภูมิต่ำสุดในฤดูหนาวไปจนถึงอุณหภูมิสูงสุดในฤดูร้อน) ทำให้เกิดการขยายตัวเชิงเส้นประมาณ 20.7 มม . หากการขยายตัวนี้ไม่สามารถรองรับได้ด้วยข้อต่อขยายแบบยืดหยุ่นหรือตัวยึดแคลมป์แบบเลื่อน ความเครียดจากแรงอัดที่เกิดขึ้นอาจทำให้เกิดการโก่งงอ แคลมป์เสียหาย หรือฉนวนเสียหาย

แนวปฏิบัติมาตรฐานคือการติดตั้งข้อต่อขยายแบบยืดหยุ่น — โดยทั่วไปคือตัวเชื่อมต่อแบบยืดหยุ่นอะลูมิเนียมเคลือบหรือข้อต่อขยายแบบสูบลม — ในช่วงเวลาไม่เกิน 30–40 เมตร บนทางวิ่งตรงยาว และทุกจุดที่รถเปลี่ยนทิศทางหรือเชื่อมต่อกับสถานีอุปกรณ์ ลูปส่วนขยายที่เกิดขึ้นจากส่วนท่อโค้งงอยังใช้ในพื้นที่ที่เอื้ออำนวย โดยให้ความสามารถในการเคลื่อนที่ตามแนวแกนที่ต้องการในขณะที่ยังคงรักษาความต่อเนื่องของตัวนำ

ที่การเชื่อมต่อขั้วต่ออุปกรณ์ เช่น บุชชิ่งหม้อแปลง ขั้วต่อเซอร์กิตเบรกเกอร์ หรือถอดแผ่นสวิตช์ ต้องใช้ขั้วต่อแบบยืดหยุ่นเพื่อแยกการเคลื่อนที่ทางความร้อนของบัสบาร์จากแรงที่ขั้วต่ออุปกรณ์เสมอ ผู้ผลิตหม้อแปลงและสวิตช์เกียร์ส่วนใหญ่ระบุแรงขั้วต่อสูงสุดที่อนุญาต โดยทั่วไปจะอยู่ในช่วง แรงในแนวรัศมี 300–800 นิวตัน ซึ่งการเชื่อมต่อบัสบาร์ที่แข็งจะเกินได้อย่างง่ายดายในระหว่างการหมุนเวียนความร้อน

การเลือกแคลมป์และฮาร์ดแวร์รองรับ

ประสิทธิภาพของระบบบัสบาร์แบบท่อโลหะผสมอลูมิเนียมนั้นขึ้นอยู่กับคุณภาพและการเลือกฮาร์ดแวร์รองรับที่ถูกต้องพอ ๆ กับตัวตัวนำเอง การออกแบบแคลมป์ที่ไม่ดีเป็นหนึ่งในสาเหตุหลักของความล้มเหลวจากแรงสั่นสะเทือนที่จุดรองรับ

แคลมป์ยึดอยู่กับที่และแคลมป์เลื่อน

แคลมป์แบบตายตัวจะยึดบัสบาร์อย่างแน่นหนาที่จุดหนึ่งจุดหรือมากกว่าบนช่วง — โดยปกติจะอยู่ที่จุดกึ่งกลางของระยะทางยาว — ในขณะที่แคลมป์เลื่อนหรือขยายที่จุดรองรับอื่นๆ ทั้งหมดช่วยให้ตัวนำเคลื่อนที่ในแนวแกนได้ การจัดเตรียมโดยทั่วไปสำหรับการวิ่งบัสระยะทาง 30 เมตรจะใช้แคลมป์คงที่ตัวหนึ่งที่ตรงกลางและแคลมป์เลื่อนที่ปลายแต่ละด้านและที่ส่วนรองรับตรงกลางใดๆ การจัดเรียงนี้จะควบคุมการเคลื่อนที่ของการขยายตัวเนื่องจากความร้อนอย่างสมมาตรและป้องกันการโก่งงอ

ความเข้ากันได้ของวัสดุหนีบ

ตัวแคลมป์ที่สัมผัสโดยตรงกับบัสบาร์อะลูมิเนียมควรผลิตจากอะลูมิเนียมอัลลอยด์ (ควรเป็นซีรีส์อัลลอยด์เดียวกัน) หรือเหล็กหล่อเคลือบอย่างเหมาะสมเพื่อหลีกเลี่ยงการกัดกร่อนของกัลวานิกด้วยโลหะคู่ แนะนำให้ใช้ตัวยึดสเตนเลสสตีลที่มีวงแหวนหุ้มฉนวนหรือสารประกอบป้องกันกัลวานิกเมื่อฮาร์ดแวร์ที่เป็นเหล็กสัมผัสกับอะลูมิเนียม

แดมเปอร์สั่นสะเทือน

การสั่นสะเทือนแบบเอโอเลียน — การสั่นสะเทือนแบบเรโซแนนซ์ที่เกิดจากลมคงที่ที่ความเร็วต่ำ 1–7 ม./วินาที — อาจทำให้เกิดการแตกร้าวเมื่อยล้าที่จุดยึดแคลมป์หลังจากนั้น รอบการโหลด 107 ถึง 10⁹ . สำหรับช่วงบัสบาร์ที่เกิน 8 เมตร ในสถานที่กลางแจ้ง ควรระบุแดมเปอร์สั่นสะเทือนแบบสต็อคบริดจ์หรือปลอกแดมเปอร์แบบยืดหยุ่น โดยทั่วไปจะติดตั้งไว้ภายใน 0.5 ถึง 1.0 เมตร ของแคลมป์รองรับแต่ละตัว

ข้อกำหนดมาตรฐานและการทดสอบสำหรับบัสบาร์อะลูมิเนียมแบบท่อ

การปฏิบัติตามมาตรฐานที่ได้รับการยอมรับทำให้มั่นใจได้ว่าบัสบาร์แบบท่อโลหะผสมอะลูมิเนียมที่คุณระบุนั้นได้รับการผลิตและทดสอบตามเกณฑ์คุณภาพที่กำหนดไว้ มาตรฐานต่อไปนี้มีความเกี่ยวข้องมากที่สุด:

• ไออีซี 60105 — อลูมิเนียมและอลูมิเนียมอัลลอยด์: ผลิตภัณฑ์แปรรูปเพื่อวัตถุประสงค์ทางไฟฟ้า ครอบคลุมองค์ประกอบทางเคมี คุณสมบัติทางกล และข้อกำหนดการนำไฟฟ้าสำหรับโลหะผสมซีรีส์ 1350 และ 6xxx ที่ใช้ในตัวนำบัสบาร์
• มาตรฐาน ASTM B241 / B241M — ข้อกำหนดมาตรฐานสำหรับท่ออลูมิเนียมและอลูมิเนียมอัลลอยด์ไร้รอยต่อและท่ออัดรีดไร้ตะเข็บ มีการอ้างอิงอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับความคลาดเคลื่อนของขนาด สมบัติแรงดึง และองค์ประกอบของโลหะผสมของผลิตภัณฑ์ชนิดท่อ 6061 และ 6063
• EN 755-2 / EN 754-2 — มาตรฐานยุโรปสำหรับท่อกลมและท่อดึงอลูมิเนียมอัลลอยด์อัดขึ้นรูป ระบุคุณสมบัติทางกลสำหรับโลหะผสม 6063 และ 6061 ในอุณหภูมิต่างๆ
• กิกะไบต์/ที 5585.2 — มาตรฐานแห่งชาติของจีนสำหรับแท่งบัสอลูมิเนียมและอลูมิเนียมอัลลอยด์เพื่อวัตถุประสงค์ทางไฟฟ้า เกี่ยวข้องกับโครงการในประเทศจีนและสำหรับผลิตภัณฑ์ที่มาจากซัพพลายเออร์บัสบาร์อะลูมิเนียมแบบท่อของจีน
• IEC 62271-1 — ข้อกำหนดทั่วไปสำหรับสวิตช์เกียร์ไฟฟ้าแรงสูงและเกียร์ควบคุม ควบคุมอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ความทนทานต่อไฟฟ้าลัดวงจร และข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพไดอิเล็กทริกสำหรับระบบบัสบาร์ภายในชุดสวิตช์เกียร์
• มาตรฐาน IEEE 605 — คู่มือ IEEE สำหรับการออกแบบบัสในสถานีไฟฟ้าย่อยที่มีฉนวนอากาศ นำเสนอวิธีการที่ครอบคลุมสำหรับพิกัดกระแส การออกแบบทางกล และการคำนวณแรงลัดวงจรสำหรับการติดตั้งบัสบาร์กลางแจ้ง

เมื่อขอใบเสนอราคาจากซัพพลายเออร์บัสบาร์อะลูมิเนียมแบบท่อ ให้ระบุว่ามาตรฐานใดควบคุมคุณสมบัติของวัสดุ ความคลาดเคลื่อนของมิติ และการรับรองการทดสอบ ขอใบรับรองการทดสอบโรงงาน (MTC) ที่ยืนยันองค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติทางกลสำหรับชุดการผลิตเฉพาะ ไม่ใช่ข้อมูลแค็ตตาล็อกทั่วไป

สิ่งที่ควรประเมินเมื่อเลือกผู้จัดจำหน่ายบัสบาร์อลูมิเนียมแบบท่อ

การตัดสินใจจัดซื้อจัดจ้างระบบบัสบาร์อลูมิเนียมอัลลอยด์เกี่ยวข้องมากกว่าการเปรียบเทียบข้อกำหนดเฉพาะของแค็ตตาล็อก ซัพพลายเออร์ที่มีความสามารถทางเทคนิคและรับประกันคุณภาพช่วยลดความเสี่ยงของโครงการตลอดขั้นตอนการออกแบบ การผลิต การส่งมอบ และการติดตั้ง

ความสามารถในการอัดขึ้นรูปและการผลิต

ซัพพลายเออร์บัสบาร์ท่ออะลูมิเนียมที่มีความสามารถควรใช้งานหรือเข้าถึงเครื่องอัดรีดได้โดยตรงซึ่งสามารถผลิตช่วง OD ที่ต้องการได้ โดยทั่วไป OD 40 มม. ถึง 300 มม สำหรับการใช้งานสถานีย่อย ตรวจสอบว่าซัพพลายเออร์สามารถรักษาพิกัดความเผื่อมิติที่ระบุโดยการออกแบบของคุณได้: โดยทั่วไป ±0.5% บน OD และ ±5% สำหรับความหนาของผนัง สำหรับความคลาดเคลื่อนมาตรฐาน EN หรือ ASTM หรือความคลาดเคลื่อนที่เข้มงวดมากขึ้นสำหรับการใช้งานสวิตช์เกียร์ที่มีความแม่นยำ

การประมวลผลมูลค่าเพิ่ม

โครงการสถานีย่อยหลายแห่งต้องการบัสบาร์ที่มีความยาวตัดล่วงหน้า โดยมีรูโบลต์ที่เจาะหรือเจาะ ส่วนหน้าตัดด้วยเครื่องจักร และโซนหน้าสัมผัสแบบชุบ ยืนยันว่าซัพพลายเออร์ให้บริการที่มีมูลค่าเพิ่มเหล่านี้ภายในบริษัทหรือจ้างเหมาช่วง เนื่องจากการรับเหมาช่วงจะเพิ่มเวลาในการผลิตและช่องว่างในการควบคุมคุณภาพที่อาจเกิดขึ้น ความสามารถในการตัดเฉือน CNC เจาะ และการชุบภายในบริษัทคือสิ่งที่สร้างความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญ

การตรวจสอบย้อนกลับของวัสดุ

การตรวจสอบย้อนกลับของวัสดุอย่างเต็มรูปแบบ ตั้งแต่จำนวนการหลอมของบิลเล็ตไปจนถึงการอัดรีด การบำบัดความร้อน และการตรวจสอบขั้นสุดท้าย ถือเป็นข้อกำหนดสำหรับโครงการสาธารณูปโภคและการผลิตไฟฟ้า ซัพพลายเออร์ควรสามารถระบุหมายเลขความร้อน ใบรับรองโลหะผสม การกำหนดอุณหภูมิ และผลการทดสอบทางกลที่สามารถตรวจสอบย้อนกลับไปยังผลิตภัณฑ์เฉพาะที่จัดส่งได้ นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับโครงการที่ต้องได้รับการตรวจสอบจากบุคคลที่สามหรือการตรวจสอบโดยวิศวกรของเจ้าของ

การจัดการคุณภาพและการรับรองจากบุคคลที่สาม

การรับรองมาตรฐาน ISO 9001 เป็นความคาดหวังพื้นฐานสำหรับซัพพลายเออร์บัสบาร์อะลูมิเนียมแบบท่อที่น่าเชื่อถือ สำหรับโครงการนิวเคลียร์ นอกชายฝั่ง หรือการป้องกันที่อยู่ติดกัน อาจมีการใช้ข้อกำหนดระบบคุณภาพเพิ่มเติม (เช่น ISO 3834 สำหรับคุณภาพการเชื่อม NADCAP สำหรับการบำบัดพื้นผิว) ขอหลักฐานการตรวจสอบจากบุคคลที่สาม และขอการอ้างอิงของลูกค้าจากสถานีย่อยหรือโครงการส่งสัญญาณที่เทียบเคียงได้

เวลานำและบรรจุภัณฑ์

โดยทั่วไปแล้ว โปรไฟล์สต็อกมาตรฐาน (OD 50–150 มม. ใน 6063-T6) จะมีระยะเวลารอคอยสินค้าที่ 2–6 สัปดาห์ จากซัพพลายเออร์ที่ถือหุ้นอยู่ อาจจำเป็นต้องใช้เส้นผ่านศูนย์กลางแบบกำหนดเอง เกรดโลหะผสม หรือส่วนประกอบที่ผ่านการแปรรูปอย่างหนัก 8–16 สัปดาห์ จากการสั่งซื้อ. ยืนยันข้อกำหนดด้านบรรจุภัณฑ์ส่งออก - แท่งบัสที่มีความยาวเกิน 6 เมตร ต้องใช้ลังไม้หรือลังเหล็กสั่งทำพิเศษ เพื่อป้องกันความเสียหายจากการขนส่ง และประสบการณ์ของซัพพลายเออร์ในด้านเอกสารการจัดส่งระหว่างประเทศก็คุ้มค่าที่จะตรวจสอบสำหรับโครงการข้ามพรมแดน

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการติดตั้งเพื่อความน่าเชื่อถือในระยะยาว

แม้แต่บัสบาร์แบบท่ออลูมิเนียมอัลลอยด์ที่ระบุอย่างถูกต้องก็สามารถทำงานได้ต่ำกว่าหรือล้มเหลวก่อนเวลาอันควรหากแนวทางปฏิบัติในการติดตั้งไม่เพียงพอ ประเด็นต่อไปนี้สรุปข้อกำหนดการติดตั้งที่สำคัญที่สุด

• การเตรียมการร่วมกัน: ที่พื้นผิวสัมผัสแบบสลักเกลียวทั้งหมด ให้ทำความสะอาดอะลูมิเนียมให้เป็นโลหะสว่างด้วยแปรงลวดสเตนเลสทันทีก่อนประกอบ ใช้สารประกอบที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า (ที่มีอนุภาคสังกะสีหรือคล้ายกัน) กับพื้นผิวผสมพันธุ์ทั้งสองก่อนทำการขันโบลต์ อย่าปล่อยให้พื้นผิวที่ทำความสะอาดถูกเปิดออกนานเกินประมาณ 30 นาทีก่อนที่จะทำการต่อเสร็จ
• แรงบิดของสลักเกลียว: ใช้แหวนรองสปริง Belleville (แหวนรองสปริงจาน) ใต้หัวสลักและน็อตที่จุดเชื่อมต่อแบบสลักเกลียวระหว่างอลูมิเนียมกับอลูมิเนียมทั้งหมด อะลูมิเนียมคืบคลานภายใต้แรงอัดต่อเนื่อง ส่งผลให้แรงยึดยึดข้อต่อแบบเกลียวลดลงเมื่อเวลาผ่านไป เครื่องซักผ้า Belleville ชดเชยการผ่อนคลายนี้และรักษาแรงกดสัมผัสให้เพียงพอ ปฏิบัติตามตารางแรงบิดที่ระบุโดยผู้ผลิตแคลมป์หรือตัวเชื่อมต่อ — โดยทั่วไป 30–60 Nm สำหรับสลักเกลียว M12 ในข้อต่ออลูมิเนียมถึงอลูมิเนียม
• การจัดตำแหน่ง: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าส่วนของบัสบาร์อยู่ในแนวที่ถูกต้องก่อนที่จะขันแคลมป์รองรับให้แน่น การเยื้องศูนย์ด้านข้างมากกว่า 2–3 มม ที่ตำแหน่งข้อต่อจะทำให้เกิดความเข้มข้นของแรงเค้นดัดงอซึ่งจะช่วยลดอายุการใช้งานของความเมื่อยล้าภายใต้ลมและการโหลดแม่เหล็กไฟฟ้าที่ลัดวงจร
• รอยเชื่อม: ในกรณีที่ทำการเชื่อมภาคสนาม (เช่น สำหรับลูปส่วนขยายหรือข้อต่อ T) ให้ใช้กระบวนการ MIG หรือ TIG กับลวดตัวเติม ER4043 หรือ ER5356 ตามความเหมาะสมสำหรับโลหะผสมฐาน โดยทั่วไปไม่จำเป็นต้องใช้ความร้อนหลังการเชื่อมสำหรับข้อต่อบัสบาร์ 6063 หรือ 6061 แต่โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนจะพบว่าความต้านทานแรงดึงในท้องถิ่นลดลงประมาณ 30–40% สัมพันธ์กับอุณหภูมิ T6 — สิ่งนี้จะต้องนำมาพิจารณาในการออกแบบทางกล
• การตรวจสอบหลังการติดตั้ง: ดำเนินการสำรวจด้วยความร้อนของข้อต่อแบบสลักเกลียวทั้งหมดภายใต้การรับน้ำหนักภายใน 3 เดือนของการว่าจ้าง เพื่อระบุข้อต่อที่มีความต้านทานสูงก่อนที่จะกลายเป็นปัญหาในการบริการ ทำซ้ำในช่วงเวลาไม่เกิน 3 ปีสำหรับระบบบัสบาร์การกระจายที่สำคัญ

คำถามที่พบบ่อย