Επεξήγηση διαστασιολόγησης ζυγών ΧΤ

Τι ακριβώς διαστασιολογεί αυτό το εργαλείο;

Η πρώτη έκδοση καλύπτει γυμνούς ορθογωνικούς χάλκινους και αλουμινένιους ζυγούς που χρησιμοποιούνται σε συγκροτήματα διανομής AC χαμηλής τάσης. Μπορείτε να ξεκινήσετε με γνωστό ρεύμα σχεδιασμού ή τριφασική ισχύ μετασχηματιστή σε kVA και να επιλέξετε τον αριθμό ζυγών ανά φάση.

Σκοπός είναι η εκτίμηση μιας εύλογης αρχικής διατομής με σύγκριση δύο ανεξάρτητων απαιτούμενων εμβαδών: ενός κριτηρίου πυκνότητας ρεύματος που επιλέγει ο μηχανικός και μιας προσεγγιστικής απαίτησης αδιαβατικής θέρμανσης μικρής διάρκειας. Το μεγαλύτερο από τα δύο καθορίζει την ελάχιστη διατομή στον προκαταρκτικό έλεγχο.

Πλάτος, πάχος και παράλληλοι ζυγοί

Ένας ορθογωνικός ζυγός περιγράφεται από πλάτος × πάχος. Ένας ζυγός 100 × 10 mm έχει μεταλλική επιφάνεια διατομής 1.000 mm². Με δύο ίδιους ζυγούς ανά φάση, η συνολική γεωμετρική διατομή είναι 2.000 mm² ανά φάση.

Ο αριθμός ζυγών δεν εγγυάται απόλυτα ίση κατανομή ρεύματος. Το επιδερμικό φαινόμενο και το φαινόμενο γειτνίασης στο AC, οι αποστάσεις και ο σχεδιασμός των συνδέσεων επηρεάζουν το ρεύμα κάθε ζυγού, ενώ τα στηρίγματα πρέπει να αντέχουν όλη τη διάταξη.

Το εργαλείο εξετάζει τυπικά πάχη ορθογωνικών ζυγών 5 και 10 mm, πλάτη 20–120 mm και έναν έως τέσσερις ζυγούς ανά φάση. Μπορείτε να περιορίσετε την επιλογή σε 5 ή 10 mm ή να εξετάσετε και τα δύο. Επιλέγει τη μικρότερη συνολική διατομή που ικανοποιεί τους δύο προκαταρκτικούς ελέγχους· αυτό δεν είναι σύσταση κατασκευαστή για συγκρότημα ζυγών.

Από τα kVA του μετασχηματιστή στο ρεύμα ζυγών ΧΤ

Για την ονομαστική φαινόμενη ισχύ τριφασικού μετασχηματιστή, το ρεύμα πλήρους φορτίου στην ονομαστική δευτερεύουσα τάση είναι:

Ένας μετασχηματιστής 1.600 kVA στα 400 V δίνει περίπου 2.309 A στην πλευρά ΧΤ. Δεν απαιτείται συντελεστής ισχύος όταν η ονομαστική ισχύς δίνεται ήδη σε kVA. Χρησιμοποιήστε την πραγματική ζήτηση και διάταξη λειτουργίας αν οι ζυγοί δεν προορίζονται για ολόκληρη την ισχύ του μετασχηματιστή.

Εναλλακτικά, επιλέξτε Ρεύμα (A) και εισαγάγετε απευθείας το ρεύμα σχεδιασμού. Η επιλογή φορτίου μετατρέπει A και kVA χωρίς να εισάγει cos φ.

Γιατί τα A/mm² δεν αποδεικνύουν την ικανότητα συνεχούς ρεύματος

Ο απλουστευμένος αρχικός έλεγχος διατομής είναι:

Εδώ η J_{πυκνότητα ελέγχου} είναι επεξεργάσιμη τιμή σχεδιασμού, όπως οι αρχικές 1,2 A/mm² για Cu ή 0,8 A/mm² για Al. Αυτές είναι ενδεικτικές εμπειρικές τιμές διαστασιολόγησης, όχι επιτρεπόμενα ρεύματα IEC, και δεν πρέπει να θεωρούνται καθολικά ασφαλείς τιμές για κλειστούς πίνακες.

Η πραγματική ανύψωση θερμοκρασίας εξαρτάται από τη θερμότητα I²R, τη θερμοκρασία του αγωγού, την εκτεθειμένη επιφάνεια, την εκπεμπτικότητα, τον αερισμό, τις γειτονικές φάσεις, τις συνδέσεις, τη μόνωση των στηριγμάτων και το περίβλημα. Ο οδηγός του European Copper Institute εξηγεί αυτούς τους μηχανισμούς και τη σημασία της μορφής του αγωγού. Δείτε το Copper for Busbars — Οδηγός σχεδιασμού.

Τα συγκροτήματα ΧΤ καλύπτονται από τη σειρά IEC 61439. Η επαλήθευση ανύψωσης θερμοκρασίας πρέπει να γίνεται με την κατάλληλη επαληθευμένη σχεδίαση ή επιτρεπόμενη μέθοδο επαλήθευσης. Ένας απλός συντελεστής πυκνότητας ρεύματος δεν την αντικαθιστά.

Θα αντέξει ο ζυγός τη θερμότητα του βραχυκυκλώματος;

Κατά το βραχυκύκλωμα, το ρεύμα μπορεί να φτάσει δεκάδες kA. Σε ένα προσεγγιστικό αδιαβατικό μοντέλο θέρμανσης του μετάλλου , η απαιτούμενη διατομή είναι:

Ο συντελεστής k μεταβάλλεται με το υλικό και τις επιλεγμένες αρχικές/τελικές θερμοκρασίες του αγωγού. Για γυμνά μέταλλα, το εργαλείο χρησιμοποιεί:

Η 25 kA / 1 s προεπιλογή αποτελεί μόνο παράδειγμα. Το πραγματικό αναμενόμενο ρεύμα σφάλματος, η ισοδύναμη διάρκεια θερμικής καταπόνησης και τα θερμικά όρια πρέπει να προσδιορίζονται για την εγκατάσταση. Η τελική θερμοκρασία δεν επιτρέπεται αυτομάτως για κοχλιωτές συνδέσεις, επιμεταλλωμένες επαφές, στηρίγματα ζυγών ή μονώσεις.

Τι δεν αποδεικνύει η είσοδος ρεύματος σφάλματος σε kA

Το ρεύμα βραχυκυκλώματος δημιουργεί ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις μεταξύ φάσεων. Αυτές εξαρτώνται έντονα από το ρεύμα κορυφής I_pk και όχι μόνο από την ενεργό τιμή (RMS) του ρεύματος βραχυκυκλώματος. Η απόσταση μεταξύ φάσεων, το μήκος μεταξύ στηριγμάτων, ο προσανατολισμός των ζυγών και η αντοχή των στηριγμάτων καθορίζουν αν ο ζυγός θα λυγίσει ή θα αποκολληθεί από τις βάσεις του.

Το IEC 60865-1 παρέχει μεθόδους υπολογισμού των θερμικών και μηχανικών επιδράσεων βραχυκυκλωμάτων. Ο παρών προκαταρκτικός έλεγχος αφορά μόνο τη θέρμανση του αγωγού και δεν υπολογίζει δυναμικές τάσεις, αντοχή σε ρεύμα κορυφής ή δυνάμεις στα στηρίγματα.

Για πίνακες κατά IEC 61439 χρησιμοποιήστε κατάλληλα επαληθευμένη διάταξη και τεκμηρίωση κατασκευαστή. Μη χαρακτηρίζετε ποτέ συγκρότημα ζυγών ως «αντοχής 25 kA» μόνο επειδή το εργαλείο δείχνει ότι το μέταλλο περνά τον αδιαβατικό έλεγχο διατομής.

Μετασχηματιστής 1.600 kVA, 400 V, χάλκινοι ζυγοί

Υποθέστε 1.600 kVA στα 400 V, ενδεικτική πυκνότητα ελέγχου Cu 1,2 A/mm², ρεύμα σφάλματος 25 kA επί 1 s, αρχική θερμοκρασία 70 °C και τελική 160 °C.

Εδώ καθοριστικό είναι το κριτήριο πυκνότητας ρεύματος, όχι ο έλεγχος θέρμανσης από βραχυκύκλωμα.

Καμία από αυτές τις διαστάσεις δεν πρέπει να παραγγελθεί ή να εγκατασταθεί χωρίς επαλήθευση της ανύψωσης θερμοκρασίας του συναρμολογημένου πίνακα, της μηχανικής αντοχής και της επιτρεπόμενης διάταξης από τον κατασκευαστή.

Τι πρέπει να ελεγχθεί πριν εγκριθεί η εγκατάσταση

Λάθη προς αποφυγή

Πρότυπα και τεχνικές αναφορές

Οι δημοσιευμένες τεχνικές αναφορές υποστηρίζουν το μοντέλο αλλά δεν αντικαθιστούν ισχύον αδειοδοτημένο πρότυπο, επαλήθευση σχεδίου από κατασκευαστή ή υπεύθυνο μηχανικό.