Cách chọn thông số kỹ thuật thanh cái trung hạ thế

Thông số kỹ thuật chính xác cho thanh cái trung thế và hạ thế được cố định bằng bốn số theo thứ tự sau: cấp điện áp hệ thống, dòng điện định mức dưới tải tối đa, dòng điện chịu ngắn mạch và định mức bảo vệ môi trường xung quanh. Nhận sai cấp điện áp và cách điện không thành công; nhận sai dòng điện và dây dẫn quá nóng; nhận sai đánh giá ngắn mạch và một lỗi sẽ phá hủy quá trình cài đặt. Mọi thứ khác trong quá trình lựa chọn - vật liệu dây dẫn, loại cách điện, khoảng cách hỗ trợ, định mức vỏ - đều được lấy từ bốn giá trị này.

0,4–35kV Dải điện áp tiêu chuẩn

1000–8000A Đánh giá phạm vi bảo hiểm hiện tại

<30–45K Giới hạn tăng nhiệt độ

30–40 tuổi Tuổi thọ sử dụng điển hình

Bước 1: Xác định loại điện áp của mạng

Mỗi thanh cái cách điện được thiết kế xung quanh một dải điện áp cụ thể và các dải điện áp trộn là lỗi thông số kỹ thuật phổ biến nhất. Hệ thống thanh cái điện áp thấp có điện áp định mức lên tới 1kV AC và dựa vào các khe hở không khí, ống co nhiệt hoặc vỏ đúc để cách nhiệt. Hệ thống thanh cái hình ống trung áp có điện áp từ 1kV đến khoảng 36kV và cần cách điện được thiết kế - đúc nhựa epoxy, băng quấn hoặc vỏ chứa đầy khí - có khả năng giữ điện áp xung có thể đạt tới 170kV trong quá trình chuyển mạch. Thanh cái cách điện bọc 35kV và thanh cái đúc epoxy 0,4kV không thể thay thế cho nhau ngay cả khi kích thước dây dẫn vật lý trông giống nhau.

tham số	Điện áp thấp (0,4kV)	Điện áp trung thế (10–35kV)
Phương pháp cách nhiệt	Đúc Epoxy, không khí, đúc	Đúc Epoxy, băng quấn
Phạm vi hiện tại định mức	1000–8000A	1000–8000A
Giới hạn tăng nhiệt độ	Dưới 30K	Dưới 30–45K
Tiêu chuẩn quản lý	DL/T 1658-2016	DL/T 5789-2019
Trường hợp sử dụng điển hình	Phân phối công nghiệp, trung tâm dữ liệu	Trạm biến áp, trạm tăng áp gió-mặt trời

Bước 2: Kích thước dòng điện định mức, không chỉ tải trên bảng tên

Thanh cái có dòng điện cao phải được chọn cho tải duy trì ở mức cao nhất cộng với mức dự phòng để mở rộng trong tương lai, chứ không phải mức rút trung bình hàng ngày. Dòng điện định mức trên toàn bộ dòng 0,4–35kV thường trải dài từ 1000A đến 8000A, được chế tạo xung quanh các dây dẫn hình ống đồng T2 có độ tinh khiết cao giúp duy trì mức tăng nhiệt độ dưới 30K ở dòng điện áp thấp và dưới 45K trên dòng 35kV. Do dây dẫn hình ống truyền dòng điện qua một mặt cắt rỗng chứ không phải thanh đặc nên tổn thất do hiệu ứng bề mặt giảm đáng kể ở tần số cao và cường độ dòng điện cao so với thanh cái phẳng có cùng định mức, đó là lý do tại sao hình học dạng ống chiếm ưu thế khi lắp đặt trên 2000A.

Dưới 1000A: thanh cái bằng nhôm nhiều lớp hoặc phẳng thường là đủ và tiết kiệm chi phí
1000–4000A: đồng hoặc nhôm dạng ống đúc epoxy trở thành lựa chọn tiêu chuẩn
4000–8000A: cần có thiết kế hình ống hoàn chỉnh với phân loại điện áp màn hình điện dung để phân phối trường ổn định

Bước 3: Chọn giữa dây dẫn đồng và nhôm

Đồng mang lại độ dẫn điện khoảng 98% IACS và vẫn là lựa chọn mặc định khi không gian bảng điều khiển bị hạn chế vì nó cần tiết diện nhỏ hơn để mang cùng dòng điện. Thanh cái bằng nhôm nhẹ hơn và chi phí vật liệu thấp hơn, nhưng nhà thiết kế chuyển từ đồng sang phải lên kế hoạch tăng diện tích mặt cắt ngang thêm 50–60% để đạt được công suất tương đương — một yếu tố ảnh hưởng đến chiều rộng vỏ, khoảng cách hỗ trợ và tổng trọng lượng lắp đặt trên đường xe buýt dài. Đối với các ứng dụng tăng cường năng lượng gió hoặc trên không, trong đó trọng lượng quan trọng hơn dấu chân, việc gia cố kết cấu sợi nhôm bằng thép thường được chỉ định thay cho thanh nhôm đặc để tăng độ bền kéo cơ học mà không bị phạt độ dẫn điện lớn.

Sau khi đã xác định được loại điện áp và kích cỡ dây dẫn, sẽ hữu ích khi xem phạm vi sản phẩm của nhà cung cấp phù hợp với những lựa chọn này như thế nào — thanh cái và phần cứng hỗ trợ bên dưới đều phục vụ trực tiếp vào phạm vi thông số kỹ thuật 0,4–35kV đã thảo luận ở trên.

Dòng sản phẩm phân phối trung thế và hạ thế

Một lựa chọn tiêu biểu cho hệ thống thanh dẫn điện và hệ thống cách nhiệt dạng ống được thiết kế cho đường dẫn dòng điện 0,4–35kV, từ đường dẫn nhỏ gọn trong nhà đến lắp đặt cách nhiệt hoàn toàn ngoài trời.

Hệ thống Busway điện áp cao và thấp Hệ thống xe buýt

Đường xe điện Phân phối điện

Busway nhỏ gọn mật độ cao Đường xe buýt nhỏ gọn

Thanh xe buýt hình ống đúc nhựa Epoxy Cách nhiệt hoàn toàn

Thanh cái hình ống cao su silicone EPDM Cách nhiệt hoàn toàn

Bước 4: Xác nhận hệ thống cách nhiệt

Thanh cái hình ống cách nhiệt hoàn toàn thường sử dụng một trong ba vật liệu và sự lựa chọn sẽ thay đổi cả về chi phí và khả năng chịu đựng môi trường. Đúc nhựa epoxy liên kết lớp vỏ cách điện cứng trực tiếp với dây dẫn, mang lại hiệu suất điện môi mạnh mẽ và đường kính ngoài nhỏ gọn, phù hợp với các trạm biến áp trong nhà và phòng thiết bị đóng cắt. Vật liệu cách nhiệt bằng cao su silicon EPDM vẫn linh hoạt trong dải nhiệt độ rộng hơn và chống lại sự suy thoái của tia cực tím và ozone tốt hơn, khiến nó trở thành lựa chọn phổ biến cho việc lắp đặt ngoài trời và ven biển. Chất cách nhiệt thanh cái hình ống PTFE cung cấp loại nhiệt cao nhất trong ba loại và được dành riêng cho các ứng dụng có nhiệt độ môi trường xung quanh hoặc nhiệt độ dây dẫn đẩy dòng điện liên tục về phía trên của định mức.

Bước 5: Xác minh khả năng chịu ngắn mạch và hỗ trợ cơ học

Thanh cái và kết cấu đỡ của nó phải tồn tại sau sự cố mà không bị biến dạng vĩnh viễn. Các hệ thống đáng tin cậy được đánh giá có khả năng chịu được dòng điện sự cố từ 50kA đến 100kA trong thời gian cắt điện tiêu chuẩn mà không làm dịch chuyển dây dẫn khỏi các giá đỡ của nó. Các giá đỡ thanh cái và bộ cách điện sau được chỉ định dọc theo dây dẫn, không phải là chiều dài nhịp, tải trọng gió (đối với hoạt động ngoài trời) và vùng địa chấn, tất cả đều ảnh hưởng đến số lượng điểm hỗ trợ mà một định mức dòng điện nhất định cần. Theo quy định, các nhịp không được hỗ trợ dài hơn yêu cầu các chất cách điện được xếp hạng cho tải trọng đúc hẫng cao hơn và bất kỳ đề xuất giải pháp hệ thống đường xe buýt nào cũng phải liệt kê khoảng cách hỗ trợ một cách rõ ràng thay vì để việc lắp đặt tại hiện trường.

Bước 6: Xếp hạng bảo vệ phù hợp với môi trường lắp đặt

Các tấm trong nhà thường có thể sử dụng vỏ IP20 đến IP40. Đường xe buýt đi qua các phòng cơ hoặc điện có khả năng tiếp xúc với bụi hoặc hơi ẩm nên chuyển sang IP54 hoặc cao hơn và bất kỳ hoạt động chạy ngoài trời hoặc ven biển nào cũng phải chỉ định IP66 làm sàn chứ không phải trần nhà. Một thanh cái nhỏ gọn mật độ cao được lắp đặt ngoài trời mà không có độ kín thích hợp sẽ khiến lớp cách điện bị lão hóa nhanh hơn bất kể kích thước của dây dẫn như thế nào.

Bước 7: Xác nhận hồ sơ tuân thủ và theo dõi của nhà sản xuất

Trước khi đặt hàng, hãy yêu cầu báo cáo thử nghiệm điển hình về mức tăng nhiệt độ và khả năng chịu ngắn mạch, cùng với chứng nhận ISO và bằng chứng tuân thủ DL/T 1658-2016 và DL/T 5789-2019 hoặc tiêu chuẩn IEC tương đương cho thị trường đích. Nhà sản xuất cung cấp giải pháp thanh cái tùy chỉnh cũng phải có khả năng hiển thị các dự án đã hoàn thành ở cấp điện áp và dải dòng điện tương tự — trạm biến áp, trạm tăng áp năng lượng gió-mặt trời hoặc các tham chiếu trung tâm dữ liệu có trọng lượng hơn so với các tuyên bố chung trong danh mục.

Câu hỏi thường gặp

Hệ thống thanh cái được chỉ định phù hợp có tuổi thọ bao lâu?

Một hệ thống được lắp đặt và có kích thước phù hợp thường có tuổi thọ từ 30 đến 40 năm chỉ với việc kiểm tra định kỳ, miễn là không vượt quá định mức hiện tại trong suốt thời gian sử dụng của nó.

Nhôm có thể thay thế hoàn toàn đồng trong thanh cái có dòng điện cao không?

Có, nhưng dây dẫn bằng nhôm cần diện tích mặt cắt ngang lớn hơn từ 50 đến 60% so với dây đồng để đạt được cùng công suất, điều này làm tăng dấu chân vật lý của quá trình chạy.

Mối nối nên được thiết kế để tăng nhiệt độ bao nhiêu?

Thân dây dẫn thường được giới hạn ở mức tăng từ 30 đến 45K tùy thuộc vào loại điện áp, trong khi các mối nối bắt vít hoặc kẹp thường được giới hạn ở nhiệt độ tuyệt đối 105 độ C.

Thanh cái bằng nhựa đúc có phù hợp với những nơi ẩm ướt hoặc ven biển không?

Đúng. Cấu trúc nhựa đúc chống thấm, cách nhiệt hoàn toàn phần lớn không cần bảo trì và là một lựa chọn phổ biến đặc biệt vì nó chịu được môi trường ven biển và ngoài trời khắc nghiệt.