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A 高電圧および低電圧の母線路 このシステムは、大規模配電のエンジニアリング ベンチマークです。ケーブルと電線管の配線を、600 V 未満から 230 kV を超える電圧まで伝送する工場で設計された密閉導体に置き換えます。従来の配線と比較して、母線路システムは設置スケジュールが短く、電圧降下が低く、拡張性に優れています。この記事では、断熱技術、材料の選択、構造性能、アプリケーション固有のソリューションなど、完全な意思決定の枠組みを提供します。
システム定義と電圧分類
NEMA では、母線路を、直線の長さ、フィッティング、デバイス、付属品を含む、保護エンクロージャ内のバス バーで構成されるプレハブ配電システムと定義しています。電気バスバー システムは、変圧器から開閉装置、分電盤、および下流の機器に電力を輸送し、個別に引かれる導体の代わりに構造化されたモジュール式の電力の流れを提供します。
ANSI 規格では、電圧を低電圧 (最大 600 V)、中電圧 (600 V ～ 69 kV)、および高圧 (69 kV ～ 230 kV) の 3 つの主要な段階に分類し、特別高圧と超高圧は個別に定義されています。この分類は、絶縁材料、導体断面積、エンクロージャ定格、沿面距離要件など、下流側のあらゆる決定を左右します。
3つのコア技術
完全に絶縁された管状バスバーの長期信頼性は、絶縁材料の選択に直接依存します。各テクノロジーは、絶縁耐力、熱定格、耐薬品性、耐用年数の明確なバランスを提供します。要求の厳しい環境で間違った選択をすると、設置後に修正するのは難しく、費用がかかります。
ポリテトラフルオロエチレンは、ほぼ普遍的な化学的不活性性と優れた絶縁耐力を備えています。カスタム PTFE 管状バス バー メーカーは、長期的な絶縁完全性を損なうことができない腐食環境、半導体製造、製薬施設向けにこれらのシステムを設計しています。 PTFE 絶縁管状バスバーのサプライヤーは通常、カスタムの壁の厚さと長さの構成を提供します。
導体はエポキシ樹脂で完全に封止されており、機械的強度と耐湿性に優れた固体絶縁体を形成しています。エポキシ樹脂鋳造管状バスバーのサプライヤーは、B (130°C) から F (155°C) までの温度クラスを提供しており、この技術が中電圧開閉装置および屋外変電所用途の標準的な選択肢となっています。
EPDM シリコーン ゴムで絶縁されたバスバーのメーカー製品は、高電圧の屋外用途向けに広い動作温度範囲 (-60 °C ～ 200 °C) と耐紫外線老化性を備えています。高電圧 EPDM シリコーンゴム管状母線システムは、220kV 変電所や沿岸産業施設で 25 年以上の信頼できる耐用年数が検証されています。
管状バスバーとフラットバー: 測定可能な性能の違い
管状バスバー システムは、測定可能な 3 つの寸法にわたって平らな長方形のバスバーよりも優れた性能を発揮します。中空管の形状は表皮効果を利用し、外表面に沿って交流電流を集中させ、実効抵抗を低減します。内部のエアフローにより受動的冷却が行われ、同等の電流密度での動作温度が低下します。円形の断面は、短絡時に発生する電磁力に対して等方性の機械的抵抗を提供します。
アルミニウム バス バーは、中電圧および高電圧の管状システムの主要な導体材料となっています。アルミニウムは、銅の約 3 分の 1 の密度と銅の IACS 導電率定格の 61% で、より大きな断面積で同等の電流容量を達成しながら、システム全体の重量を 40% 以上削減します。超高電圧マグネシウム - アルミニウム合金管状バスバー メーカーのテクノロジーは、この利点を 220kV 以上に拡張し、マグネシウム - アルミニウム合金バスバー サプライヤーの製品は、長スパン構成で重要な強度対重量の向上を実現します。
高密度コンパクトバスウェイ：サンドイッチ構造のしくみ
高密度でコンパクトな母線路は、大電流アプリケーションの業界標準です。その特徴はサンドイッチ構造です。エポキシまたはポリプロピレンの絶縁材料でコーティングされたクラス B ポリエステル フィルムで包まれた導体が、層間に空隙のない金属ハウジング内に積み重ねられています。これは、導体がオープンエア スペースによって分離されている空気絶縁母線路とは根本的に異なります。
写真は、多層絶縁体でカプセル化され、高強度の金属筐体内に収容されたアルミニウム合金または銅の導体を備えた完成品の高低電圧母線路システム ユニットです。このシステムは、産業プラントのメインフィーダ、高層垂直ライザー配電、データセンターの大電流バックボーンアプリケーションに適した、優れた通電容量と耐短絡性能を提供します。厚鋼またはアルミニウム合金で製造されたエンクロージャは、最大 IP54 の保護を実現し、システムは 400A ～ 6300A の電流定格にわたってプラグインとボルトオンの両方の分岐アクセス構成をサポートします。
高密度のコンパクトな母線路システムは 400A から製造され、6300A まで拡張でき、工場のメインフィーダ、高層垂直ライザー、データセンターのバックボーン配電のエンジニアリング標準として機能します。
母線路とケーブルおよび電線管: エンジニアリング データ
| 評価次元 | バスウェイシステム | ケーブルとコンジット |
|---|---|---|
| インストール速度 | モジュール式ボルト結合セクション。短いスケジュール | 導管を通してワイヤーを引きます。より労働集約的な |
| システム電圧降下 | 低い方（単線導体、インピーダンス低減） | 高er than equivalent busway run |
| スペース要件 | コンパクトな断面。トレイの最小容積 | 複数の並列ケーブルが占める体積は大きくなります |
| 拡張の柔軟性 | プラグインユニットはシャットダウンせずにライブで追加されます | ケーブルを再度引っ張る必要があります。停電が必要 |
| 初期材料費 | 高er upfront | 初期費用の削減 |
| ライフサイクルコスト | 全体的に低い (損失とメンテナンスの削減) | 高er long-term operating expense |
バスバーサポートとポストインシュレーター: 構造基盤
強化されたバスバーサポートシステムとポスト絶縁体は、バスウェイの長期的な信頼性にとって重要です。大電流および短絡条件下では、バス導体にかかる電磁力は通常の動作負荷の数十倍に達する可能性があります。絶縁バスバーサポートのメーカー製品は、時間の経過による接触劣化につながる疲労亀裂や接続の緩みを発生させることなく、これらの動的荷重に耐える必要があります。
高電圧ポストがいしメーカーの製品は、システム電圧に適した沿面距離要件を満たす必要があります。低電圧システムでは通常、最低 25mm/kV が必要ですが、高電圧ポストがいしメーカーの仕様は、IEC 60305 およびより厳しい汚染クラス レベルの同等の国家規格に準拠しています。強化アルミニウムより線のサプライヤーによってカスタムの引張仕様に合わせて製造される強化鋼アルミニウムより線は、導体のたるみや風による振動を定義された制限内に制御する必要がある架空バスバーのスパンおよび長距離空中構成を強化します。
アプリケーションシナリオとバスウェイシステムソリューション
定格 800A ～ 4000A のプラグイン式コンパクト母線路は、分岐ユニットのライブ追加または移設をサポートします。トラックバスウェイは、走行全体に沿って継続的なタップオフアクセスを提供し、計画停止なしで頻繁なラックレイアウトの変更に対応します。
630A ～ 6300A の高電流バスバー システムは、メイン フィーダとして機能します。プラグインタップボックスは母線路から工作機械に直接供給するため、二次配線が不要になり、プラントの再構成コストが大幅に削減されます。
垂直ライザー内の低電圧電気バスバー システムは、変圧器の出力をフロアごとに分配し、従来のライザー ケーブルと比較してシャフト スペースを約 30% 節約しながら、フロアごとの容量を拡張できます。
発電および送電レベルでの分離相および分離相母線路構成では、高電圧 EPDM シリコーンゴム管状母線と、IEC 62271 および GB/T 5585 に準拠した超高電圧マグネシウム - アルミニウム合金母線システムを使用します。
カスタムバスバーソリューション: 主要な技術パラメータ
高電圧および低電圧母線路システムを指定するには、設計段階で次のパラメータを定義する必要があります。各パラメータは下流のエンジニアリング上の決定を左右しますが、設置開始後に変更するのは難しく、コストがかかります。
調達する際は、IEC、UL 857、または該当する GB/T 規格に準拠した完全な型式試験文書と、認定された品質管理システムに追跡可能な工場受け入れ試験記録を提供する中電圧および低電圧バス バー メーカーおよびアルミニウム合金管状バス バー メーカーを優先してください。
