สรุป: การคำนวณส่วนตัดขวางของบัสบาร์ที่ถูกต้องสำหรับสวิตช์เกียร์ขนาดกะทัดรัดถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการทำงานที่ปลอดภัย การกระจายพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ และความน่าเชื่อถือในระยะยาว คู่มือนี้จะอธิบายปัจจัยสำคัญต่างๆ ได้แก่ ความสามารถในการรองรับกระแส อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น แรงดันตกคร่อม และการทนต่อการลัดวงจร และให้วิธีการคำนวณทีละขั้นตอน เครื่องคำนวณหน้าตัดเชิงโต้ตอบ และตารางอ้างอิงความทึบแสงที่ใช้งานได้จริงสำหรับวิศวกรและทีมจัดซื้อ.
ในสวิตช์เกียร์ขนาดกะทัดรัด พื้นที่มีความสำคัญอย่างยิ่ง ระยะห่างทุกมิลลิเมตรมีความสำคัญ และ บัสบาร์ทองแดง ต้องมีกระแสไฟพิกัดเต็มโดยไม่เกินขีดจำกัดความร้อน หน้าตัดที่มีขนาดเล็กเกินไปทำให้เกิดอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นมากเกินไป การเสื่อมสภาพของฉนวนที่เร่งเร็วขึ้น และอาจเกิดความล้มเหลวภายใต้สภาวะความผิดปกติ วัสดุหน้าตัดขนาดใหญ่เกินไปทำให้ต้นทุนเพิ่มขึ้น และในการออกแบบที่กะทัดรัด ต้องใช้พื้นที่อันมีค่าซึ่งสามารถใช้สำหรับส่วนประกอบเพิ่มเติมหรือช่องว่างที่ใหญ่ขึ้น.
การได้รับส่วนตัดขวางของบัสบาร์เป็นการตัดสินใจออกแบบทางไฟฟ้าที่สำคัญที่สุดในสวิตช์เกียร์ขนาดกะทัดรัด มันส่งผลโดยตรงต่อ:
ปัจจัยหลักสี่ประการกำหนดส่วนตัดขวางขั้นต่ำที่ต้องการสำหรับบัสบาร์ในสวิตช์เกียร์ขนาดกะทัดรัด แต่ละรายการจะต้องคำนวณอย่างอิสระ และส่วนผลลัพธ์ที่ใหญ่ที่สุดจะควบคุมการออกแบบขั้นสุดท้าย.
Ampacity คือกระแสต่อเนื่องสูงสุดที่บัสบาร์สามารถพกพาได้โดยไม่เกินอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นที่อนุญาต สำหรับบัสบาร์ทองแดง ความทึบจะขึ้นอยู่กับพื้นที่หน้าตัด อุณหภูมิโดยรอบ วิธีการติดตั้ง (แบบเปิดโล่งเทียบกับแบบปิด) และการรักษาพื้นผิว.
ความสัมพันธ์พื้นฐานระหว่างพื้นที่กระแสและพื้นที่หน้าตัดใช้ความหนาแน่นกระแส (J):
ก = ฉัน / เจ
ที่ไหน:
สำหรับสวิตช์เกียร์ขนาดกะทัดรัดที่มีการระบายอากาศจำกัด โดยทั่วไปความหนาแน่นกระแสที่แนะนำสำหรับทองแดงคือ 1.5–2.0 A/มม.². ในการติดตั้งที่มีการระบายอากาศดีหรือกลางแจ้ง อาจยอมรับค่า 2.0–3.0 A/มม.² ได้ ใช้ปัจจัยการลดพิกัดสำหรับการติดตั้งแบบปิดเสมอ.
อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของบัสบาร์ถูกกำหนดโดยความสมดุลระหว่างการสร้างความร้อน (การสูญเสีย I²R) และการกระจายความร้อน (การพาความร้อนและการแผ่รังสีจากพื้นผิวบัสบาร์) ในสวิตช์เกียร์ขนาดกะทัดรัด สภาพแวดล้อมแบบปิดจะลดประสิทธิภาพการทำความเย็นลงอย่างมาก.
อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นที่อนุญาตถูกกำหนดโดยระดับฉนวนและมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง:
| ชั้นฉนวน | อุณหภูมิในการทำงานสูงสุด | อุณหภูมิเพิ่มขึ้นสูงสุด (อุณหภูมิแวดล้อม 40°C) |
|---|---|---|
| คลาสเอ | 105°ซ | 65 ก |
| คลาส E | 120°ซ | 80 ก |
| คลาสบี | 130°ซ | 90 ก |
| คลาส F | 155°C | 115 ก |
| คลาสเอช | 180°ซ | 140 ก |
IEC 61439-1 ระบุว่าสำหรับบัสบาร์ทองแดงเปลือยที่สามารถเข้าถึงได้ โดยทั่วไปอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นสูงสุดจะถูกจำกัดอยู่ที่ 65 ก เหนือสภาพแวดล้อม สำหรับบัสบาร์ภายในที่ไม่สามารถเข้าถึงได้ อาจมีการใช้ขีดจำกัดที่สูงขึ้น ขึ้นอยู่กับระดับฉนวนของวัสดุที่อยู่ติดกัน.
แรงดันตกคร่อมบัสบาร์จะต้องอยู่ภายในขอบเขตที่ยอมรับได้เพื่อให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ทำงานอย่างเหมาะสม แรงดันไฟฟ้าตกคำนวณดังนี้:
ΔV = ฉัน × R = ฉัน × (ρ × L / A)
ที่ไหน:
สำหรับสวิตช์เกียร์ขนาดกะทัดรัด การเดินบัสบาร์โดยทั่วไปจะสั้น (0.3–2 เมตร) ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าตกจึงมีความสำคัญน้อยกว่าอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม สำหรับการใช้งานที่มีกระแสสูงหรือการรันบัสบาร์นานขึ้น แรงดันไฟฟ้าตกอาจกลายเป็นปัจจัยควบคุม แนวทางทั่วไปคือการจำกัดแรงดันไฟฟ้าตกให้น้อยกว่า 1% ของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด.
ภายใต้สภาวะความผิดปกติ บัสบาร์จะต้องทนต่อความเค้นทางความร้อนและทางกลของกระแสไฟฟ้าลัดวงจรโดยไม่มีการเสียรูปหรือความล้มเหลวอย่างถาวร หน้าตัดต่ำสุดที่ทนทานต่อไฟฟ้าลัดวงจรคำนวณได้ดังนี้:
S = (Iเซาท์แคโรไลนา × √t) / เค
ที่ไหน:
ตัวอย่างเช่น สวิตช์เกียร์ขนาดกะทัดรัดที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับกระแสไฟลัดวงจร 50 kA ที่มีระยะเวลาฟอลต์ 1 วินาที ต้องใช้ส่วนตัดขวางของบัสบาร์ทองแดงขั้นต่ำ: S = (50,000 × √1) / 143 = 350 มม.². นี่มักเป็นปัจจัยควบคุมในการใช้งานที่มีกระแสไฟฟ้าขัดข้องสูง.
ทำตามขั้นตอนเหล่านี้เพื่อกำหนดส่วนตัดขวางของบัสบาร์ที่ถูกต้องสำหรับแอปพลิเคชันสวิตช์เกียร์ขนาดกะทัดรัดของคุณ:
ระบุกระแสการทำงานต่อเนื่องสูงสุด (In) that the busbar must carry. พิจารณารอบการทำงาน ปัจจัยความหลากหลายของโหลด และอัตราการขยายตัวในอนาคต A common practice is to apply a 1.25× ปัจจัยด้านความปลอดภัย ถึงกระแสที่กำหนด.
ตัวอย่าง: สำหรับสวิตช์เกียร์ 630A กระแสการออกแบบคือ 630 × 1.25 = 787.5 ก.
สำหรับสวิตช์เกียร์ขนาดกะทัดรัด (แบบปิด มีการระบายอากาศที่จำกัด) ให้ใช้ J = 1.5 A/mm²:
เอ = 787.5 / 1.5 = 525 มม.²
เลือกขนาดบัสบาร์มาตรฐานที่ใกล้ที่สุด: 60 มม. × 10 มม. = 600 มม.².
การใช้ข้อมูลผู้ผลิตหรือวิธีการตรวจสอบ IEC 61439-2 ยืนยันว่าขนาดบัสบาร์ที่เลือกไม่เกินอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นที่อนุญาตภายใต้เงื่อนไขการติดตั้งจริง (ขนาดกรอบหุ้ม การระบายอากาศ อุณหภูมิโดยรอบ) ใช้ปัจจัยการลดอันดับสำหรับ:
สำหรับบัสบาร์ยาว 1 เมตรที่ 787.5A:
ΔV = 787.5 × (0.01851 × 1.0 / 600) = 0.0243 โวลต์
ซึ่งอยู่ภายในขีดจำกัด 1% สำหรับทั้งระบบ 400V (4V) และ 690V (6.9V) แรงดันไฟฟ้าตกไม่ค่อยเป็นปัจจัยควบคุมในสวิตช์เกียร์ขนาดกะทัดรัดเนื่องจากความยาวของบัสบาร์สั้น.
สำหรับอัตราความผิดพลาด 50 kA / 1s:
Sนาที = (50,000 × √1) / 143 = 350 มม.²
หน้าตัดขนาด 600 มม.² ที่เลือกไว้เกินค่าขั้นต่ำนี้ ดังนั้นจึงเพียงพอ.
จากการคำนวณข้างต้น ให้เลือกขนาดบัสบาร์มาตรฐานที่ตรงตามเกณฑ์ทั้งสี่ข้อ ขนาดบัสบาร์ทองแดงทั่วไปสำหรับสวิตช์เกียร์ขนาดกะทัดรัดประกอบด้วย:
| จัดอันดับปัจจุบัน | ขนาดที่แนะนำ (กว้าง×ยาว) | ภาพตัดขวาง | แอปพลิเคชันทั่วไป |
|---|---|---|---|
| 100–200A | 20 × 3 มม | 60 มม.² | แผงกระจายสินค้าขนาดเล็ก |
| 250–400A | 30 × 5 มม | 150 มม.² | แผง MCC ขนาดกะทัดรัด |
| 400–630A | 40 × 6 มม | 240 มม.² | ศูนย์ควบคุมมอเตอร์ |
| 630–800A | 50 × 8 มม | 400 มม.² | สวิตช์เกียร์แรงดันต่ำ |
| 800–1250A | 60 × 10 มม | 600 มม.² | แผงกระจายสินค้าหลัก |
| 1250–2000A | 80 × 10 มม. (×2) | 1600 มม.² | ระบบบัสบาร์หลัก |
| 2000–3150A | 100 × 10 มม. (×2) | 2000 มม.² | สวิตช์เกียร์กระแสสูง |
| 3150–4000A | 120 × 10 มม. (×2) | 2400 มม.² | สวิตช์เกียร์สำหรับงานหนัก |
หมายเหตุ: ค่านี้เป็นค่าโดยประมาณสำหรับทองแดง T2 (ความบริสุทธิ์ ≥99.95%) ที่อุณหภูมิแวดล้อม 40°C ในการติดตั้งแบบปิด ตรวจสอบกับข้อมูลผู้ผลิตและวิธีการตรวจสอบ IEC 61439 เสมอ.
ใช้เครื่องคิดเลขด้านล่างเพื่อกำหนดส่วนตัดขวางของบัสบาร์ที่จำเป็นสำหรับการใช้งานสวิตช์เกียร์ขนาดกะทัดรัดของคุณอย่างรวดเร็ว ป้อนพารามิเตอร์ของคุณแล้วคลิกคำนวณเพื่อดูหน้าตัดที่แนะนำ ขนาดบัสบาร์มาตรฐาน อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น แรงดันไฟฟ้าตก และการตรวจสอบความทนทานต่อการลัดวงจร.
ภาพตัดขวางตั้งแต่ 10 มม.² ถึง 5000 มม.² | การปรับแต่ง OEM เต็มรูปแบบ | ได้รับการรับรอง IATF 16949
เครื่องคิดเลขจะให้ค่าโดยประมาณสำหรับการออกแบบเบื้องต้น การกำหนดขนาดบัสบาร์ขั้นสุดท้ายต้องได้รับการตรวจสอบตามวิธีการตรวจสอบการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ IEC 61439-1.
สวิตช์เกียร์ขนาดกะทัดรัดนำเสนอความท้าทายที่ไม่เหมือนใครซึ่งแตกต่างไปจากการติดตั้งบัสบาร์แบบเปิดโล่งแบบดั้งเดิม Understanding these factors is critical for accurate cross-section calculation:
ในสวิตช์เกียร์ขนาดกะทัดรัด การกำหนดค่าบัสบาร์ (แบน ติดขอบ หรือหลายชั้น) มีผลกระทบอย่างมากต่อความทึบ การติดตั้งแบบ Edge-on ช่วยเพิ่มการระบายความร้อนแบบพาความร้อนเมื่อเทียบกับการติดตั้งแบบเรียบ เมื่อพื้นที่ต้องใช้บัสบาร์หลายชั้น ให้รักษาช่องว่างขั้นต่ำของความหนาของบัสบาร์หนึ่งอันระหว่างชั้นเพื่อให้อากาศไหลเวียนได้ และใช้ปัจจัยการลดพิกัดที่ 0.80–0.90 สำหรับแต่ละชั้นเพิ่มเติม.
สวิตช์เกียร์แบบปิดจะจำกัดการพาความร้อนตามธรรมชาติ โดยต้องมีการจัดการระบายความร้อนอย่างระมัดระวัง ขนาดตู้ ช่องระบายอากาศ และเค้าโครงภายใน ล้วนส่งผลต่ออุณหภูมิการทำงานที่แท้จริงของบัสบาร์ สำหรับการออกแบบที่กะทัดรัด ให้พิจารณา:
การรักษาพื้นผิวที่เหมาะสมยังช่วยป้องกัน การกัดกร่อนของบัสบาร์ทองแดง, ซึ่งสามารถเพิ่มความต้านทานการสัมผัสและทำให้ความร้อนรุนแรงขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป.
ทองแดง T2 (ความบริสุทธิ์≥99.95%) เป็นตัวเลือกมาตรฐานสำหรับบัสบาร์สวิตช์เกียร์เนื่องจากมีการนำไฟฟ้าได้ดีเยี่ยม (ประมาณ 1,00% IACS) และความแข็งแรงเชิงกล สำหรับการออกแบบที่กะทัดรัดเป็นพิเศษซึ่งพื้นที่เป็นสิ่งสำคัญ ให้พิจารณา:
การเลือกการรักษาพื้นผิวก็ส่งผลต่อภาพรวมเช่นกัน ราคาบัสบาร์ทองแดง, ดังนั้นให้รักษาสมดุลระหว่างข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพกับข้อจำกัดด้านงบประมาณ.
การคำนวณหน้าตัดของ Busbar สำหรับสวิตช์เกียร์ขนาดกะทัดรัดต้องเป็นไปตามมาตรฐานที่บังคับใช้:
IEC 61439-1 ภาคผนวก A ระบุปัจจัยการลดพิกัดสำหรับสภาวะการติดตั้งที่แตกต่างกัน สำหรับสวิตช์เกียร์ขนาดกะทัดรัด มาตรฐานกำหนดให้ต้องตรวจสอบอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของบัสบาร์โดยการทดสอบแบบเฉพาะหรือโดยการคำนวณโดยใช้วิธีที่อธิบายไว้ในภาคผนวก ก วิธีการคำนวณจะพิจารณาพื้นที่ผิวของบัสบาร์ ขนาดเปลือกหุ้ม และสภาวะความเย็น.
ผู้ผลิตสวิตช์เกียร์หลายรายต้องการโซลูชันบัสบาร์แบบกำหนดเองที่ปรับให้เหมาะกับการออกแบบที่กะทัดรัดโดยเฉพาะ GRL Copper ให้บริการ OEM เชื่อมต่อแท่งทองแดงสำหรับตู้กระจายสินค้า และ แท่งทองแดงประทับแบบกำหนดเอง พร้อมการสนับสนุนการปรับแต่งที่ไม่ได้มาตรฐานเต็มรูปแบบ ได้แก่ :
สำหรับการใช้งานที่ต้องการการเชื่อมต่อที่ยืดหยุ่นในพื้นที่แคบ, การเชื่อมต่อแบบอ่อนของฟอยล์ทองแดง ให้การนำไฟฟ้าที่ดีเยี่ยมพร้อมความสามารถในการลดแรงสั่นสะเทือน สิ่งเหล่านี้มีประโยชน์อย่างยิ่งในสวิตช์เกียร์ขนาดกะทัดรัดที่บัสบาร์แข็งไม่สามารถรองรับการขยายตัวทางความร้อนหรือเมื่อจำเป็นต้องเชื่อมต่อกับส่วนประกอบที่เคลื่อนไหว.
GRL Copper ก็เป็นผู้ผลิตเช่นกัน แถบนำไฟฟ้าสำหรับการเชื่อมต่อ UPS ออกแบบมาเพื่อการกระจายพลังงานในศูนย์ข้อมูลและระบบ UPS อุตสาหกรรม ซึ่งเป็นการใช้งานทั่วไปสำหรับการออกแบบสวิตช์เกียร์ขนาดกะทัดรัด.
ทีมวิศวกรของเราสามารถช่วยคุณคำนวณส่วนตัดขวางของบัสบาร์ที่เหมาะสมที่สุด และผลิตบัสบาร์ทองแดงแบบกำหนดเองตามข้อกำหนดเฉพาะของคุณได้ ด้วยประสบการณ์กว่า 30 ปีในอุตสาหกรรมไฟฟ้าแรงดันต่ำ การรับรอง IATF 16949 และทีมวิจัยและพัฒนาและการผลิตที่มีสมาชิกมากกว่า 400 คน เราจึงนำเสนอโซลูชันบัสบาร์ที่ตรงตามมาตรฐาน IEC 61439 และ UL 891.
สำหรับสวิตช์เกียร์ขนาดกะทัดรัดในการติดตั้งแบบปิด กฎทั่วไปคือการใช้ความหนาแน่นกระแสเท่ากับ 1.5 A/ตร.มม สำหรับบัสบาร์ทองแดง ซึ่งหมายความว่าบัสบาร์ 630A จะต้องมีพื้นที่หน้าตัดประมาณ 420 มม.² (630 ÷ 1.5) อย่างไรก็ตาม นี่เป็นเพียงจุดเริ่มต้นเท่านั้น คุณต้องตรวจสอบอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น แรงดันไฟฟ้าตก และการทนต่อการลัดวงจรก่อนที่จะสรุปการออกแบบ สำหรับการติดตั้งแบบเปิดโล่ง อาจยอมรับได้ 2.0–3.0 A/มม.².
อุณหภูมิโดยรอบที่สูงขึ้นจะลดความสามารถของบัสบาร์ในการกระจายความร้อน และลดความทึบลงได้อย่างมีประสิทธิภาพ IEC 61439-1 ระบุปัจจัยการลดพิกัดสำหรับอุณหภูมิแวดล้อมที่สูงกว่า 40°C ตัวอย่างเช่น ที่อุณหภูมิแวดล้อม 50°C จะใช้ปัจจัยการลดพิกัดทั่วไปที่ 0.91 ซึ่งหมายความว่าบัสบาร์สามารถรับกระแสไฟพิกัดได้เพียง 91% เท่านั้น เพื่อชดเชยคุณต้องเพิ่มพื้นที่หน้าตัดตามสัดส่วน ใช้อุณหภูมิแวดล้อมสูงสุดจริงของสภาพแวดล้อมการติดตั้งในการคำนวณเสมอ.
สำหรับกระแสที่สูงกว่า 1250A การใช้บัสบาร์แบบขนานสองตัวขึ้นไปมักจะใช้งานได้ดีกว่าแท่งเดียวที่มีขนาดใหญ่มาก เนื่องจากช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นในการกำหนดเส้นทางและลดน้ำหนักของแท่งแต่ละแท่ง อย่างไรก็ตาม บัสบาร์แบบขนานจำเป็นต้องมีการลดพิกัด — โดยทั่วไปคือ 0.80–0.90 สำหรับสองแท่ง และ 0.70–0.80 สำหรับสามแท่ง — เนื่องจากผลกระทบจากความร้อนร่วมกัน รักษาช่องว่างอย่างน้อยหนึ่งแท่งความหนาของแท่งระหว่างแท่งคู่ขนานเพื่อให้สามารถระบายความร้อนด้วยการพาความร้อน หน้าตัดรวมควรคำนึงถึงปัจจัยการลดพิกัดด้วย.
สำหรับระบบ DC การกระจายกระแสจะสม่ำเสมอทั่วทั้งหน้าตัดของบัสบาร์ สำหรับระบบ AC ผลกระทบที่ผิวหนังและผลกระทบจากความใกล้เคียงจะทำให้กระแสไฟฟ้าเข้มข้นใกล้พื้นผิว ช่วยลดหน้าตัดที่ใช้งานได้ที่ความถี่สูงขึ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ ที่ 50/60 Hz เอฟเฟกต์นี้จะน้อยที่สุดสำหรับบัสบาร์ที่มีความหนาต่ำกว่า 10 มม. แต่จะมีความสำคัญสำหรับแท่งที่หนากว่า สำหรับบัสบาร์ AC ที่หนากว่า 10 มม. ให้ใช้ปัจจัยแก้ไขเอฟเฟกต์ผิวหนัง หรือใช้แท่งที่บางกว่าหลายแท่งขนานกันแทนที่จะเป็นแท่งเดียวแถบหนา.
IEC 61439-1 มีวิธีการตรวจสอบการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ 3 วิธี: (1) การตรวจสอบโดยการทดสอบ — วิธีที่แม่นยำที่สุดแต่มีราคาแพงที่สุด; (2) การตรวจสอบโดยการคำนวณโดยใช้วิธีการในภาคผนวก A ซึ่งพิจารณาเรขาคณิตของบัสบาร์ ขนาดเปลือกหุ้ม และสภาวะความเย็น และ (3) การตรวจสอบโดยเปรียบเทียบกับการออกแบบที่ได้รับการทดสอบและตรวจสอบก่อนหน้านี้ สำหรับการทนต่อการลัดวงจร การตรวจสอบสามารถทำได้โดยการทดสอบหรือการคำนวณโดยใช้สูตร S = (Iเซาท์แคโรไลนา × √t) / K. จัดทำเอกสารเสมอว่าใช้วิธีการตรวจสอบใด และเก็บการคำนวณหรือรายงานผลการทดสอบไว้.
สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรา โซลูชั่นพลังงานไฟฟ้า หรือเพื่อหารือเกี่ยวกับข้อกำหนดบัสบาร์แบบกำหนดเองของคุณ โปรดไปที่ GRL คอปเปอร์ หรือติดต่อทีมงานด้านเทคนิคของเรา ด้วยประสบการณ์กว่า 30 ปีในอุตสาหกรรมไฟฟ้าแรงดันต่ำและการผลิตที่ได้รับการรับรอง IATF 16949 เรานำเสนอโซลูชันบัสบาร์สำหรับ พลังงานไฟฟ้า ยานพาหนะไฟฟ้า ศูนย์ข้อมูล การขนส่งทางรถไฟ และการใช้งานกักเก็บพลังงาน.
หมวดหมู่ผลิตภัณฑ์
ลิงค์ด่วน
ติดต่อเรา
วอทส์แอพพ์
关注我们
#!trpst#trp-gettext data-trpgettextoriginal=447#!trpen#Optimized by #!trpst#trp-gettext data-trpgettextoriginal=446#!trpen#ตัวเร่งเซราฟิไนต์#!trpst#/trp-gettext#!trpen##!trpst#/trp-gettext#!trpen#
