Üksikasjalik selgitus vasest siinide valiku, voolu kandevõime arvutamise ja kõrgepinge lülitusseadmete painutusprotsessi kohta

Elektrilise vasest siini voolu kandevõime viitab maksimaalsele voolule, mida see võib pidevalt kanda, ilma et see ületaks määratud tingimustel lubatud temperatuuri. Praktilises tehnikas ei ole painutava vasest siini voolutugevus fikseeritud väärtus, vaid dünaamiline parameeter, mida mõjutavad mitmesugused tegurid, nagu paigaldusviis, ümbritseva õhu temperatuur, ristlõike kuju ja kihtide arv.

Esiteks on paigaldusmeetodil oluline mõju soojuse hajumisele. Paigaldusmeetodid kapis jagunevad peamiselt horisontaalseks ja vertikaalseks paigutuseks. Kuna vertikaalne paigutus kasutab soojuse hajumise pindala täielikumalt ja saavutab parema õhukonvektsiooni, on vertikaalse paigutuse voolukandevõime tavaliselt veidi suurem kui horisontaalse paigutuse oma. Seetõttu paigaldatakse suurte jaotuskappide peasiinid enamasti vertikaalselt.

Teiseks on ümbritseva õhu temperatuur ülioluline muutuja, mida tuleb arvesse võtta. Projekteeritud keskkonnatemperatuur on tavaliselt 35 kraadi või 40 kraadi. Kui tegelik ümbritseva õhu temperatuur on sellest võrdlusväärtusest kõrgem, väheneb Chatsworthi maandussiini voolu kandevõime ja see tuleb korrutada vastava temperatuuri parandusteguriga; vastupidi, mida madalam on temperatuur, seda rohkem saab voolu kandevõimet asjakohaselt suurendada.

Tehnilises hinnangus saame kiireks arvutamiseks kasutada empiirilisi valemeid. Ühe vasest siini painutamise korral on selle praegune kandevõime ligikaudu võrdne siini laiusega (mm) korrutatuna paksuse koefitsiendiga. Paksuse koefitsient on seotud vasest maandatud siini paksusega; näiteks 10 mm paksuse siini koefitsient on ligikaudu 18 ja 12 mm paksusel siinil ligikaudu 20.

Mitmekihiliste struktuuride puhul ei ole voolu kandevõime kehvema soojuse hajumise tõttu lihtne mitmekordne lisamine. Kahe-kihi siini praegune kandevõime on tavaliselt umbes 1,56–1,58 korda suurem kui ühe-kihi siini oma, kolm kihti umbes 2 korda ja neli kihti umbes 2,45 korda. Siiski väärib märkimist, et nelja ja enama kihti ei soovitata insenertehniliste rakenduste jaoks, kuna on raskusi soojuse hajutamisel ja olulisel nahamõjul; selle asemel on soovitatav kasutada ebakorrapärase kujuga siine või suurema ristlõikega{10}}ühekihilisi siine.

Kõrgepinge{0}}jaotusseadmete puhul ei piisa ainult nimivoolu kandevõime nõude täitmisest. Elektriline maandussiin peab taluma süsteemi lühisvoolu-mõju, st vastama lühiajalise-vastupidavuse voolu nõudele. See on ülioluline tagamaks, et elektrolüütilisest vasest siin ei sulaks ülekuumenemise tõttu ega kahjustaks seadmeid lühis{7}}rikke korral.

Vastavalt GB3906 standardi lisas D esitatud valemile saame soojusstabiilsuse tingimuste alusel arvutada isoleeritud maandussiinide minimaalse ristlõikepinna-. Valem on: S=(I / a) × √(t / Δθ). Kus S on juhi rist{5}}lõikepindala, I on nimilühi-ajaline vastupidavusvool (lühis{7}}voolutugevus), a on materjali koefitsient (vase puhul 13), t on lühi-ahela kestus (tavaliselt 4 sekundit kõrge-pingesüsteemide puhul 4 sekundit) ja tavaliselt Δ15K (tavaliselt Δ15K) dirigendid).

Selle valemi abil saab tuletada minimaalse ristlõikepinna nõude-eri lühise{1}}reitingutele. Näiteks 25 kA/4S süsteemi puhul peab telekommunikatsiooni maandusliini minimaalne ristlõikepindala olema 260 mm²; 31,5 kA/4S süsteemi puhul peab minimaalne ristlõikepindala olema 330 mm²; ja 63kA/4S süsteemi puhul peab see olema 660mm². Tegeliku valiku korral peavad disainerid arvutama nimivoolu jaoks vajaliku ristlõikepinna ja lühise vastupidavuse jaoks vajaliku ristlõikepinna ning võtma lõpliku valiku aluseks nende kahe maksimaalse väärtuse. Näiteks 630A nimivooluga vooluahel vajab ainult ristlõiget 40 × 6, kuid kui süsteemi lühisvool on 31,5 kA, tuleb süsteemi ohutuse tagamiseks valida vähemalt 330 mm² ristlõige (nt 60 × 6).

Siemensi siini töötlustäpsus mõjutab otseselt kappi paigaldamise lihtsust ja elektriliste vahekauguste vastavust. Painutamise ja tühjendamise käigus tuleb "materjali pikkus" ehk lahtivolditud pikkus täpselt välja arvutada. Kuna Weidmulleri siinivarras läbib paindepunktis plastilise deformatsiooni-väliskülg on venitatud ja pikenenud, sisemine pool aga kokku surutud ja lühenenud,{5}}tuleb arvutusse lisada kompensatsioonikoefitsient.

Tavaliste lamedate kurvide (täisnurksete{0}}kõverate) puhul kasutatakse inseneritöös tavaliselt kas "välist arvutusmeetodit" või "sisemist arvutusmeetodit". Välise arvutusmeetodi üldvalem on: kogupikkus=iga lõigu välismõõtmete summa + kompensatsiooniväärtus - koefitsient × täisnurksete-nurkade painde arv. Konkreetne kompensatsioonikoefitsient on seotud siini isolaatori tootjate paksusega; näiteks 3 mm paksuste materjalide puhul võib iga täisnurkne-pain vajada ligikaudu 0,3 mm suurust lisavaru, samas kui 10 mm paksused materjalid nõuavad veelgi rohkem. Mitmekihiliste painde või keeruliste kujundite töötlemisel tuleb arvestada ka painderaadiuse ja tagasilööginurga mõjuga.

Lisaks vajavad kõrgepingelülitusseadmete Mersen Ferrazi siinid, et vältida otsa tühjenemist, tavaliselt faasitud või ümardatud ristkülikuid. See mitte ainult ei paranda elektrivälja jaotust, vaid suurendab ka isolatsiooni jõudlust. Tootmise ajal tuleb paindenurki ja mõõtmete tolerantse rangelt kontrollida, et tagada minimaalne pinge vasest maandussiinide paigaldamisel, vältides isolatsioonikomponentide kahjustamist või sundpaigaldamisest tingitud ebaühtlast pinget kontaktpindadel.

Kokkuvõttes on Distribution BusBaride valik ja projekteerimine keerukas süsteemitehniline projekt, mis ühendab elektriarvutused ja mehaanilised protsessid. Ainult voolukandevõimet, termilist stabiilsust ning tegelikke tootmis- ja paigaldustingimusi igakülgselt arvesse võttes saab kujundada säästliku ja ohutu elektrijaotussüsteemi.