バスバー絶縁体: 種類、材質、選択、よくある間違いと規格

バスバー絶縁体は、フラッシュオーバーにより開閉装置セクションが破壊されるか、サポートの亀裂によりバスバーが垂れ下がるまで、日常動作中に注目されることはほとんどありません。絶縁体は、数千ボルトの通電導体と、導体が通過する接地フレームとの間に存在する唯一の部品です。材質、高さ、機械的評価を適切に設定することは、後から考えることではありません。これは、クリアランス、短絡耐性、長期信頼性に影響を与える設計上の決定です。

バスバー絶縁体の実際の役割

バスバー絶縁体は、開閉装置、母線路、その他の配電アセンブリ内に通電バスバーを取り付けて分離する非導電性のサポートです。これは 2 つの重要な役割を実行するため、エンジニアはそれぞれを個別に評価する必要があります。

電気絶縁

絶縁体は、電力周波数電圧、雷インパルス、およびスイッチング過渡現象に耐えるために、導体と接地されたフレームの間に十分な沿面距離とクリアランスを提供する必要があります。同様に重要なのは耐トラッキング性です。表面がほこりや結露によって汚染されている場合、漏れ電流によって炭化した経路が形成され、最終的にはフラッシュオーバーが発生する可能性があります。比較追跡指数 (CTI) が高い素材は、このリスクを軽減します。

機械的サポート

絶縁体はバスバーの自重を支え、短絡時に発生する力に対処し、横方向の動きを防ぎます。管状バスバー システムでは、支持間隔と絶縁体のカンチレバーの強度によって、風や電磁負荷によって導体がどの程度たわむかが直接決まります。紙の上では良好に見えても圧壊強度が不十分な絶縁体は、設置中や重い垂直バスの下で破損する可能性があります。

バスバー絶縁体の主な種類

ほとんどの開閉装置と母線路の設計は、4 つの物理的形式が支配的です。それぞれの機械強度、コスト、沿面距離のバランスが異なります。

円錐形インシュレータ

テーパー状絶縁体は、低圧パネルおよび中圧空気絶縁開閉装置で一般的です。幅の広いベースは良好な機械的剛性を提供し、狭い上部はバスバー クランプの下に収まります。円錐形のデザインでは、取り付けを容易にするために両端に金属インサートが使用されることがよくあります。典型的な用途は、屋外変電所のアルミニウム管状バスバーを支持するために使用されるポスト絶縁体です。絶縁体の高さと挿入ネジはバスバークランプと電圧レベルに一致する必要があります。導体が剛性の管状バスバーの場合、 ポストインシュレーター 通常、これは機械的要件と電気的要件の両方を満たす最も直接的な方法です。

ポスト碍子メーカー、電気システムポスト碍子工場 中国の OEM ポスト碍子メーカーおよび電気システムポスト碍子工場として、江蘇 Wopeng Power のプロフェッショナルなカスタム電気... 製品を見る→

円筒状絶縁体

円筒形状は表面に沿って均一な電界を生成し、沿面距離を最大化する必要がある高電圧アプリケーションでよく使用されます。掃除や点検も簡単です。密閉型開閉装置では、円筒形の絶縁体に貫通ボルト用の中央穴と外部シェッドがあり、漏れ経路が増大することがよくあります。

ドラム型がいし

ドラム型の絶縁体は広い支持面積を提供し、重い長方形のバスバーやバス ダクトの用途に一般的に使用されます。その構造により、複数の導体をコンパクトなスペースに保持できますが、円錐形または円筒形のタイプよりも単位高さあたりの沿面距離が小さくなる傾向があります。

多極バスバーサポート

これらは、複数のバスバーを一定の間隔で保持する単一成形ブロックです。これらは、短絡電流による大きな力の下でも相間隔を正確に保つ必要がある低電圧母線システムで特に効果的です。各フェーズの個別の取り付け金具が不要になるため、組み立て時間が短縮され、一貫性が向上します。関連する概念は、管状バスバーの設置にも現れています。 固定支持ブラケット 定義されたエアギャップを維持しながら導体をクランプし、絶縁体にかかる曲げモーメントを軽減します。

カスタムバスバーサポートメーカー、OEMバスバーサポート工場 中国 OEM バス バーはメーカーをサポートし、電気システム バス バーは工場をサポートしているため、江蘇 Wopeng Power のプロフェッショナルなカスタム バス ... 製品を見る→

ボディ材料: 絶縁体に実際に使用されるもの

インシュレーターのハウジングは単なるスペーサーではありません。紫外線、熱、アーク放電、機械的酷使に耐える必要があります。 2 つの熱硬化性化合物ファミリーが市場を支配しており、3 番目のアプローチは絶縁体の問題を完全に解決します。

DMC (生地成形コンパウンド)

DMC は、複雑な形状に圧縮成形できるガラス繊維強化不飽和ポリエステルです。適度なコストで優れた機械的強度と耐アーク性を備えているため、低電圧バスバー絶縁体およびサポート ブロックに最も一般的な材料となっています。

SMC（シートモールディングコンパウンド）

SMC は、DMC よりも高い寸法安定性、低い収縮、より一貫した肉厚を実現します。多くの場合、厳しい公差を保持する必要がある大きな平らなボディや部品に選択されます。また、SMC は表面がより滑らかになる傾向があるため、汚れた環境でも汚染の蓄積が少なくなります。

代替としての全導体絶縁

一部の完全に絶縁されたバスバー設計は、逆のアプローチを採用しています。つまり、すべての電気的絶縁を提供するために別個の絶縁体に依存する代わりに、導体自体が連続した絶縁層で覆われています。 EPDM/シリコーンゴムまたはエポキシ樹脂が導体の周囲にキャストされ、絶縁調整が完全に変化し、必要な沿面距離が大幅に短縮されます。かどうかを評価するとき 完全に絶縁された管状バスバー システム あなたのプロジェクトに適しているかどうかを確認します。主な比較は、断熱クラス、付属品の複雑さ、および長期的な耐湿性です。

仕様において重要な技術的特性

以下の 4 つの特性により、信頼性の高いバスバー絶縁体と安価な成形プラスチックの区別が得られます。データシートには数十の値がリストされている場合がありますが、これらは設計の承認と現場の信頼性に影響を与えるものです。

CTI 値が高いということは、絶縁体が表面に跡を形成することなく、濡れた汚染された状態に耐えられることを意味します。熱帯または沿岸の環境では、CTI 600 以上の定格の断熱材を選択してください。燃焼性定格は、火災が垂直方向の走行に沿って急速に広がる可能性がある密閉されたバス道路では特に重要です。 RTI は、通常の動作温度で設置後何年もその材料が絶縁耐力を維持するかどうかを示します。

インサート素材も電気システムの一部です。真鍮インサートは、銅バスバーと組み合わせると電気腐食に耐性があり、軟鋼よりも優れた導電性を提供するため、ほとんどの高信頼性設計に採用されています。

適切なバスバー絶縁体の選択方法

ほとんどのアプリケーションには 6 ステップのプロセスで十分です。これにより、機械的強度の過小化と間違った高さの選択という 2 つの最大の間違いを回避できます。

1. ネジサイズ: バスバークランプと取付フレームのボルトねじを確認してください。標準サイズは M6、M8、M10、および M12 です。インサートねじとねじの長さをバスバーの厚さに合わせてください。
2. 身長: 電圧レベルと汚染度から最小沿面距離を決定します。一般的な屋内環境の 12 kV 絶縁システムの場合、これは多くの場合 45 ～ 75 mm の高さを意味しますが、常に機器の規格を参照してください。
3. 機械的負荷: バスバーの総重量と、短絡力などの負荷を加えた重量を計算します。少なくとも 1.5​​ の安全係数を掛けて、支持スパンの端での絶縁体のカンチレバー強度が十分であることを確認します。
4. 電圧レベル: 低電圧 (<1 kV)、中電圧 (3.6 ～ 40.5 kV)、および高電圧システムの間で個別に選択します。絶縁距離と表面仕上げの要件は大幅に異なります。
5. 環境: UV、塩分、雨、または塵にさらされる屋外設置には、より高い CTI、より優れた UV 安定化、および場合によってはシリコン製の小屋が必要です。熱帯気候では、湿気によりトラッキングが促進されるため、次のような素材が使用されます。 EPDM/シリコーンゴム絶縁体 高電圧EPDMシリコーンゴム管状バスバーメーカー、工場 中国の OEM 高電圧 EPDM シリコーン ゴム管状バス バー メーカーおよび工場として、江蘇 Wopeng Power のプロフェッショナル カスタム高電圧... 製品を見る→ または、エポキシカプセル化が長期的にはより信頼性の高い選択となる可能性があります。
6. 短絡レベル: 配置全体の電気力学的耐久性を確認してください。間隔が広すぎる絶縁体上でサポートされているバスバーは、ボルトで固定された断層の下でたわみ、永久に変形する可能性があります。ほとんどの規格では、最初のピーク電流中の材料降伏強度未満のバスバーの最大曲げ応力を受け入れます。

管状バスバーの場合、多くの場合、負荷をより広い領域に分散させる専​​用のサポート ブラケットを使用すると、機械的インターフェイスのサイズ調整が容易になります。このブラケットは、単一の絶縁体に過度のストレスを与えることなく、エアギャップを正確に制御するように調整できます。

避けるべきよくある間違い

驚くほど多くの現場での故障は、設計時には合理的と思われた決定でも、機器に電源が投入されると失敗することに起因します。

• 色だけで購入する場合: 黒、赤、茶色のハウジングは異なって見えるかもしれませんが、色には本質的な電気的な意味はありません。材料証明書から CTI、UL94、および RTI 値を必ず確認してください。
• インサート素材を無視すると: 軟鋼インサートは成形品の内部でゆっくりと腐食し、内圧によりハウジングに亀裂が生じる可能性があります。真鍮のインサートを使用すると、ほとんどの環境でこの問題を回避できます。
• サポートの高さを小さくする: キャビネットのスペースが限られている場合、最初に絶縁体の高さを低くする必要があります。これにより、沿面距離が直接的に減少し、粉塵の多い状況でのフラッシュオーバーのリスクが増加します。
• 取り付けボルトの締めすぎ： クランプトルクが高すぎると、特に小さなワッシャーを使用すると、熱硬化性絶縁体に亀裂が生じる可能性があります。メーカーのトルク仕様に従ってください。
• サポートの配置が離れすぎている場合: バスバーは設置中は真っ直ぐに見えますが、短絡時には導体は電流の二乗に応じて増加する反発力を受けます。サポート間隔が不十分であると、永久的な曲がりが発生します。

保守・点検

バスバー絶縁体はメンテナンスフリーとして扱われることが多いですが、10 分間の目視検査で、故障になる前に問題を発見できる可能性があります。表面上のトラッキング マーク (細い暗い線)、インサートの周囲の亀裂、および部分放電活動を示す白またはチョーク状の堆積物を探します。汚染された環境では、絶縁体を定期的に清掃し、最初の熱サイクル後に取り付けボルトを締め直してください。開閉装置の赤外線スキャンにより、バスバー クランプの緩みによって生じるホット スポットが明らかになります。熱により絶縁体が変色しますが、実際の欠陥は通常接続部にあります。

最終選択チェックリスト

指定する準備ができたら、選択内容を 1 ページのチェックに切り替えます。定格電圧と汚染度。最小沿面距離。安全係数を備えた機械的負荷。材料の種類とインサートの材料。可燃性評価;短絡耐性も備えています。サプライヤーのデータシートに欠落している値がある場合は、コンポーネントを承認する前にその値を問い合わせてください。システムを何十年もサポートする絶縁体と、試運転中に故障する絶縁体の違いは価格ではありません。それは検証です。

管状バスバーまたは完全に絶縁されたシステムに取り組んでいて、プロジェクトに合わせて絶縁体の配置を調整するためのサポートが必要な場合は、 弊社のエンジニアリングチームにお問い合わせください バスバーのサイズ、電圧、障害レベルを確認してください。