Hücrelerin bara konstrüksiyonları
Baralar, dikdörtgen, yuvarlak veya profilli bir kesite sahip çıplak, nispeten büyük akım taşıyan iletkenlerdir. Kapalı bir hücre tesislerinde, baralardan gelen tüm kollar ve cihazlara bağlantılar da bir bara oluşturan çıplak iletkenler ile yapılır.
Tırmanmak tüm istasyon jeneratörlerinden (veya trafo merkezi trafolarından) elektrik aldıkları ve tüm giden hatların bunlara bağlı olduğu için şalt sisteminin merkezi ve en kritik kısmıdır.
35 kV'a kadar (dahil) kapalı hücrelerde, baralar dikdörtgen alüminyum şeritlerden yapılmıştır. 300-400 A'yı geçmeyen yük akımlarında düşük güçlü elektrik tesisatlarında çelik lastikler kullanılır.
Dikdörtgen (düz) tellerin yuvarlak tellere göre daha ekonomik olduğu unutulmamalıdır. Aynı kesit alanına sahip dikdörtgen bir lastik, yuvarlak bir lastikten daha geniş bir yanal soğutma yüzeyine sahiptir.
Dağıtım odasında, lastikler özel otobüs raflarına veya ekipman kafes çerçevelerine monte edilir. Baralar taşıyıcı porselen izolatörler üzerine kenar veya düz olarak yerleştirilir ve bara tutucular ile sabitlenir.
Lastik takmanın birçok farklı yolu vardır. Her birinin avantajları ve dezavantajları vardır.
Nervürlü lastikler için soğutma koşulları düz lastiklere göre daha iyidir. İlk durumda, ısı transfer katsayısı ikinciden% 10-15 daha yüksektir ve izin verilen akım yükü (PUE) belirlenirken bu dikkate alınır. Dar kenarları (oluk) ile komşularına bakan lastikler daha fazla mekanik stabiliteye sahiptir.
Sıcaklık arttığında lastiklerin küçük desenleri boyunca hareket etmelerini sağlamak için, lastik bölümün ortasına sıkıca ve mesafeye gevşek bir şekilde sabitlenir. Ek olarak, uzun bara uzunlukları için, sıcaklık genleşmesini karşılamak için kompansatörler kurulur. İki bara, esnek bir ince bakır veya alüminyum şerit demeti kullanılarak birbirine bağlanır. Bara şeritlerinin uçları, destekleyici izolatöre sıkıca tutturulmamış, uzunlamasına oval deliklerden kayan bir ektir.
Sıcaklık gerilimlerini ortadan kaldırmak için, bazı durumlarda baralar, rijit baraların uçlarında oluşturulmuş esnek paketler kullanılarak sabit cihazlara (kelepçeler) bağlanır.
Kullanılan en büyük tek şerit bakır ve alüminyum busbar boyutları 120×10 mm'dir.
Yüksek akım yükleri için (2650 A'nın üzerindeki bakır baralar ve alüminyum - 2070 A için) çok bantlı baralar kullanılır - faz başına iki veya daha az sıklıkla üç bantlı paketler; paketteki şeritler arasındaki normal mesafe bir şeridin kalınlığına (b) eşit alınır.
Aynı paketteki şeritlerin birbirine yakınlığı, aralarında eşit olmayan bir akım dağılımına neden olur: paketin uç şeritlerine büyük, orta şeritlerine daha az yük düşer. Örneğin, üç şeritli bir pakette, her birinin %40'ı dış şeritlerde ve toplam faz akımının yalnızca %20'si ortada akar. Tek bir iletkendeki soyulma olgusuna benzer olan bu olgu, üçten fazla AC veri yolunun kullanılmasını elverişsiz hale getirir.
İki şeritli otobüsler için izin verilen çalışma akımlarını aşan çalışma akımlarında, iletken malzemenin daha iyi kullanılmasını ve yüksek mekanik mukavemet elde edilmesini sağlayan profilli (kanallı) lastiklerin kullanılması en çok tavsiye edilir.
Güç kurulumları şu anda, şekil ve kp olarak içi boş bir kareye yaklaşan, faz başına iki kanallı bir paket kullanıyor. Paketteki iki kanallı 250 mm cidarlı ve 12,5 mm kalınlığa sahip en büyük kanal boyutu, bakır için 12.500 A, alüminyum için 10.800 A akım iletilmesine olanak tanır.
Kapalı bir hücrenin lastikleri ve tüm baraları belirgin renklerde emaye boya ile boyanarak servis personelinin belirli fazlara ve devrelere bağlı canlı parçaları kolayca tanımasını sağlar.
Ayrıca boya, lastikleri oksidasyondan korur ve yüzeyden ısı transferini iyileştirir. Bara renginden izin verilen akım artışı bakır baralarda %15-17, alüminyum baralarda %25-28'dir.
Farklı fazlara sahip baralar için aşağıdaki renkler kullanılır: üç fazlı akım: faz A — sarı, faz B — yeşil, faz C — kırmızı; sıfır baralar: topraklanmamış nötr ile - beyaz, topraklanmış nötr ile ve ayrıca topraklama telleri ile - siyah; DC akımı: pozitif ray kırmızı, negatif ray mavidir.
Açık hücrelerin baraları fleksibl teller veya rijit kauçuklarla uygulanabilir. 35, 110 kV ve üzeri gerilimlerde korona gerilimini yükseltmek ve korona kayıplarını azaltmak için sadece yuvarlak teller kullanılmaktadır.
Çoğu açık şalt sisteminde, bara, elektrik hatlarıyla aynı tasarıma sahip çok telli çelik-alüminyum iletkenlerden yapılır.
Bakır bara iletkenleri, yalnızca açık şalt sisteminin, aktif buharları ve sürüklenmesi alüminyum iletkenlerin hızlı bir şekilde aşınmasına neden olabilecek tuzlu denizlerin veya kimyasal tesislerin kıyılarına yakın (yaklaşık 1,5 km) bulunduğu durumlarda kullanılır. Bazı durumlarda açık şalt sistemi, destek izolatörlerine sabitlenmiş çelik veya alüminyum borulardan yapılmış sert bir bara kullanır.
Lastiklerin ve diğer akım taşıyan iletkenlerin kesitleri, çalışma akımlarının değerine ve izin verilen sıcaklıklara göre hesaplanabilir. ısıtma koşulları.
Hücrede kullanılan baraların ise kesitleri standardize edilmiş ve izin verilen sürekli akım yükleri tabloları hazırlanmıştır. Bu nedenle pratikte formüllerle hesaplamaya gerek yoktur, ancak tablolara göre seçim yapmanız yeterlidir.
Çıplak baralar ve iletkenler üzerindeki izin verilen sürekli akım yükleri tabloları deneysel olarak hesaplanır ve doğrulanır; derlerken, + 25 ° C ortam sıcaklığında izin verilen 70 ° C ısıtma sıcaklığı varsayılmıştır.
Lastiklerin ve temel iletken malzemelerin tellerinin ve belirli profillerin (dikdörtgen, boru, kanal, içi boş kare vb.) standart kesitlerine ilişkin bu tür tablolar PUE ve referans kitaplarında verilmiştir.
Dikdörtgen baralar için, uçta monte edildiğinde tablo halindeki akım yükleri derlenir; bu nedenle, lastikler patladığında yükler, diş genişliği 60 mm'ye kadar olan lastikler için %5 ve 60 mm'nin üzerindeki lastikler için %8 oranında azaltılmalıdır. Ortalama ortam sıcaklığının standarttan (+25 °C) farklı olduğu durumlarda, tablolardan elde edilen izin verilen lastik yükleri aşağıdaki yaklaşık formüle göre yeniden hesaplanmalıdır:
IN, tablolardan alınan izin verilen yüktür.
Tellerin kesiti, ekonomik akım yoğunluğuna göre kontrol edilmelidir.
Tellerin veya otobüslerin ekonomik kesiti qEC, sermaye maliyetleri ve işletme maliyetleri tarafından belirlenen toplam yıllık maliyetin en küçük olduğu bir kesit olarak adlandırılır.
Tellerin ve baraların ekonomik kesiti, normal modda maksimum yük akımının elektrik akımı yoğunluğuna bölünmesiyle elde edilir:
Ortaya çıkan kesit ekonomik duruma göre en yakın standarda yuvarlanır ve uzun süreli izin verilen yük akımı için kontrol edilir.Unutulmamalıdır ki tüm gerilimler için RU baralar ekonomik akım yoğunluğuna göre seçilmemiştir çünkü yüksek akımlardaki ekonomik bölümler, ısıtma için seçilen bölümlere eşit veya daha küçüktür.
Ek olarak, RU lastikleri kısa devre durumunda ve 110 kV ve üzerinde korona için de termal ve elektrodinamik kararlılık açısından kontrol edilir.
Bu nedenle, herhangi bir amaca yönelik teller, yalnızca normal değil, aynı zamanda acil durum modlarını da dikkate alarak, izin verilen maksimum ısıtma gereksinimlerini karşılamalıdır.
Ekonomik ve sürekli yük koşulları tarafından belirlenen iletken kesiti, diğer acil durum koşulları (kısa devre sırasında termal ve dinamik kararlılık) için gerekli olan kesite eşit değilse, tüm gereksinimleri karşılamak için daha büyük bir kesit varsayılmalıdır. koşullar.
Ayrıca, geniş kesitli lastikleri takarken, yüzey etkisinden ve yakınlık etkisinden en düşük ek kayıpları ve en iyi soğutma koşullarını sağlamak gerektiğine de dikkat edilmelidir. Bu, paketteki şerit sayısını azaltarak ve bunların doğru uzamsal ve karşılıklı düzenlemesiyle, paketin rasyonel tasarımıyla, profil lastiklerin - oluk, içi boş vb.
Çelik lastikler kullanıldığında izin verilen akım değerinin tespiti biraz farklı bir şekilde yapılır.
Çelik lastiklerde yüzey etkisinden dolayı iletken yüzeyine önemli bir akım kayması olur, penetrasyon derinliği 1,5-1,8 mm'yi geçmez.
Çalışmalar, AC çelik baraların izin verilen yükünün pratik olarak bu enine kesit alanına değil, baranın enine kesit çevresine bağlı olduğunu bulmuştur.
Bu çalışmalara dayanarak, AC çelik baraların hesaplanması için aşağıdaki yöntem benimsenmiştir:
1. Önce bara yük akımını belirleyin (bir tarafı 300-400 A'yı geçmeyen bir bara için) ve lineer akım yoğunluğunu bulun:
nerede - yük akımı, A; p, lastiğin enine kesit çevresidir, mm.
Doğrusal akım yoğunluğu, ortam sıcaklığının üzerindeki çelik baranın izin verilen kızdırma sıcaklığına bağlıdır. Bu bağımlılık aşağıdaki ifade ile tanımlanır:
Çelik lastiklerin cıvatalı birleştirmeleri için Θ değerinin 40°C'yi geçmemesi gerektiği, kaynaklı birleştirmeler için ise 55°C'ye çıkabileceği tespit edilmiştir.
Ortam sıcaklığını v0 - 35 ° alırsak, cıvatalı bağlantılar için doğrusal akım yoğunluğu şuna eşit olacaktır:
ve kaynaklı bağlantılar için
2. Bu verilere dayanarak, lastiğin enine kesitinin gerekli çevre değerini belirleriz:
Lastiklerin çevresinde, bir lastik setine sahip olarak, durumu gözlemleyerek gerekli boyutta standart çelik şeritleri kolayca seçebilirsiniz.
h, lastiğin yüksekliği, mm; b — lastik kalınlığı, mm.
Yukarıdaki çelik lastik hesaplaması tek dişli lastikler içindir.
Yüksek yük akımları için birkaç çelik ray demetleri kullanılabilir. Bu durumda, pakette bulunan lastiğin bir şeridinin enine kesitinin çevresi aşağıdaki koşullara bağlı olarak seçilir:
• çift yönlü otobüsler için
• üç yönlü otobüsler için
Hesaplamaları basitleştirmek için, veri yolu kesitinin çevresi p'nin yük akımı IN'ye bağımlılığının şemasını kullanabilirsiniz.