Análisis de estándares de distancia de seguridad de barras colectoras de bajo voltaje-y tecnologías de aplicación

En los sistemas de distribución de energía de bajo-voltaje, las barras colectoras no solo desempeñan un papel crucial en la transmisión de energía, sino que también son componentes conductores clave que afectan la seguridad, la estabilidad y la vida útil de los equipos. Con el desarrollo de nuevos sistemas de energía, automatización eléctrica, control industrial y almacenamiento de energía, el diseño de aislamiento, la planificación del espaciamiento y las especificaciones de instalación de barras colectoras de bajo-voltaje están recibiendo cada vez más atención por parte de la industria. Un diseño de distancia de seguridad razonable no solo puede reducir los riesgos de cortocircuitos, descargas y sobrecalentamiento localizado, sino también mejorar la confiabilidad-a largo plazo de todo el sistema eléctrico de barras.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La distancia de seguridad de las barras colectoras de bajo-voltaje normalmente requiere una evaluación integral que tenga en cuenta el voltaje nominal, la clase de aislamiento, el entorno de instalación y la carga operativa. De acuerdo con los requisitos pertinentes de GB/T 7251.1 "Conjuntos de interruptores y dispositivos de control de bajo -voltaje", en entornos de aplicación con voltaje nominal que no exceda los 690 V, generalmente se recomienda que el espacio de aire entre las barras colectoras no sea inferior a 10 mm y la distancia de fuga no inferior a 14 mm. Cuando el voltaje nominal del sistema aumenta a 1000 V, el entrehierro y la distancia de fuga deben aumentarse aún más para cumplir con los requisitos de coordinación del aislamiento.

 

En entornos industriales con alta humedad, alta contaminación o altos niveles de polvo, es posible que las estructuras de barras colectoras desnudas tradicionales no cumplan con los requisitos operativos a largo-plazo. En tales casos, se pueden utilizar procesos de revestimiento aislante, tubos termorretráctiles, pulverización de epoxi o revestimiento por inmersión para mejorar el rendimiento del aislamiento de la superficie y reducir el riesgo de descarga de arco. En los nuevos sistemas de distribución de energía, las barras colectoras de cobre se utilizan comúnmente en escenarios de transmisión de alta-corriente, lo que hace que su aislamiento resista el voltaje y la estabilidad térmica sean particularmente críticos.

 

La distancia segura entre la barra colectora y la estructura metálica conectada a tierra también es una consideración clave del diseño. Las estructuras de cobre desnudo se ven afectadas por el aumento de temperatura, las fuerzas electromagnéticas y la humedad ambiental durante el funcionamiento; por lo tanto, normalmente se requiere una distancia suficiente desde el gabinete para reducir el riesgo de falla de la conexión a tierra. Para barras colectoras personalizadas con tratamiento de aislamiento, el espacio de instalación se puede reducir adecuadamente, pero el material de aislamiento aún debe cumplir con los estándares de coordinación de aislamiento de bajo-voltaje.

 

En los sistemas de distribución de energía modernos, la disposición de las barras colectoras de distribución afecta directamente la distribución de corriente y el aumento de temperatura del sistema. Una disposición inadecuada de las barras colectoras puede provocar fácilmente un efecto superficial y un efecto de proximidad, lo que da lugar a temperaturas locales anormalmente altas. En ingeniería práctica, generalmente se adopta una disposición paralela con espaciado uniforme para reducir la interferencia electromagnética y mejorar la conductividad. Para sistemas de alta-corriente, las barras colectoras de cobre sólido se utilizan ampliamente en aparamentas, equipos eléctricos y sistemas de distribución de energía industrial debido a su alta conductividad y resistencia mecánica estable. Especialmente en equipos de alta-potencia, una estructura de soporte bien-diseñada puede reducir eficazmente el impacto mecánico causado por las fuerzas electrodinámicas de cortocircuito-. Normalmente, el espacio de instalación de los aisladores de soporte se controla entre 300 mm y 500 mm para mejorar la estabilidad general del sistema.

 

El área de conexión de las barras colectoras es uno de los puntos clave-generadores de calor en un sistema eléctrico. Un tratamiento inadecuado de la superficie de contacto de la conexión puede provocar fácilmente un aumento de la resistencia de contacto, un sobrecalentamiento localizado e incluso una ablación. Por lo tanto, durante las conexiones atornilladas, es necesario garantizar una superficie de contacto plana y dejar espacio para la compensación de la expansión térmica para resistir los ciclos térmicos-a largo plazo. Para estructuras de conexión de cobre-aluminio, generalmente se requiere un esquema de conexión de transición bimetálica para reducir la corrosión electroquímica.

 

El proceso de flexión también es un factor importante que afecta la vida útil de la barra colectora. Los sistemas de conexión de energía de alta-precisión, como Copper BusBar para Siemens, generalmente emplean un proceso de curvatura de gran radio para reducir la concentración del campo eléctrico. Un radio de curvatura razonable no solo ayuda a mejorar la resistencia mecánica sino que también reduce el riesgo de sobrecalentamiento localizado durante el funcionamiento-a largo plazo. En los sistemas de almacenamiento de energía, pilas de carga y nuevos sistemas inversores de energía, tanto las barras colectoras positivas como las negativas generalmente deben soportar un funcionamiento continuo de alta corriente, lo que requiere un control más estricto del aumento de temperatura y una estabilidad del aislamiento. Algunos sistemas también requieren el uso de materiales aislantes resistentes a altas-temperaturas para satisfacer las necesidades operativas a largo plazo-en condiciones complejas.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Con el desarrollo de la distribución de energía inteligente y la automatización industrial, las soluciones de aplicaciones industriales como BusBar ABB, BusBar para Eaton y BusBar para Weidmuller están avanzando gradualmente hacia una mayor integración y miniaturización. Lograr una mayor capacidad de transporte-de corriente en un espacio limitado se ha convertido en una importante tendencia de desarrollo para los sistemas de barras colectoras modernos. Por lo tanto, el diseño de la distancia de seguridad no sólo debe cumplir con los estándares de aislamiento sino también considerar el rendimiento de disipación de calor y la compacidad estructural.

 

En el campo de la transmisión y distribución de energía CA,Barras colectoras de CAse utilizan ampliamente en aparamentas, gabinetes de control y sistemas de energía de bajo-voltaje; mientras que en el nuevo almacenamiento de energía, los equipos rectificadores de alta-potencia y el transporte ferroviario, el diseño de aislamiento de las barras colectoras de alto-voltaje es más estricto. Por el contrario, las barras colectoras de bajo-voltaje enfatizan la economía, la facilidad de instalación y la estabilidad operativa-a largo plazo.

 

Los sistemas de barras modernos ya no son simplemente estructuras de conexión conductoras, sino importantes componentes eléctricos que integran conductividad, disipación de calor, aislamiento y soporte mecánico. Controlando adecuadamente la distancia segura entre barras, optimizando los esquemas de aislamiento y mejorando los procesos de conexión, se puede mejorar significativamente la seguridad operativa del sistema y reducir los costos de mantenimiento posteriores.