Kuinka valita oikea väyläkisko keski- ja matalajännitejärjestelmille?

Kuinka valita oikea Väyläkisko keski- ja pienjännitejärjestelmiin

Sutaia vastaus: Valitse virtakisko vahvistamalla ensin jänniteluokka, mitoittamalla sitten jatkuvan virran nimellisarvo ja oikosulkukestävyys, valitsemalla johdinmateriaali ja lopuksi sovittamalla eristys ja kotelo asennusympäristöön. Olitpa viimeistelemässä pienjännitekiskosuunnittelua kaupalliseen kytkentäkeskukseen tai määrittelemässä keskijännitekiskojärjestelmää sähköasemalle, nämä neljä vaihetta estävät yleisimmät ja kalliimmat määritysvirheet. Tämä opas kattaa jokaisen päätöksentekokohdan erityisillä tiedoilla ja käytännön esimerkeillä.

Jänniteluokitus: Lähtökohta jokaiselle kiskopäätökselle

Ennen kuin muita parametreja harkitaan, järjestelmän käyttöjännite on määritettävä. Jänniteluokitus määrittelee eristysvaatimukset, ryömintäetäisyydet, välysetäisyydet ja sovellettavat suunnittelustjaardit. Virtakiskon määrittäminen vahvistamatta ensin jänniteluokkaa johtaa alieristettyihin rakenteisiin tai tarpeettomasti ylisuunniteltuihin ja raskaita kokoonpanoihin.

Kansainvälisesti hyväksytty IEC 60038 -luokitus jakaa tehojärjestelmät kahteen pääluokkaan, jotka liittyvät virtakiskojen suunnitteluun:

• Pieni jännite (LV): Järjestelmät, jotka toimivat vähintään 1 000 V AC (tai 1 500 V DC) jännitteellä. Pääasiassa IEC 61439-1/2 säätelee kojeistokokoonpanoille. Tyypillisiä sovelluksia ovat kytkintaulut, moottorin ohjauskeskukset, jakelukeskukset ja datakeskusten sähkönjakeluyksiköt.
• Keskijännite (MV): Järjestelmät, jotka toimivat välillä 1 kV - 36 kV AC. Metallikoteloitujen kytkinlaitteiden stjaardien IEC 62271-1 ja IEC 62271-200 mukainen. Tyypillisiä käyttökohteita ovat primaarisähköasemat, tuuli- ja aurinkovoimaloiden keräysjärjestelmät, teollisuuslaitosten päätulolaitteet ja sähkönsyöttölaitteet.

Tämän luokituksen tekniset vaikutukset ovat merkittäviä. 12 kV:n keskijännitekiskojärjestelmän on kestettävä salamaimpulssitestijännite 75 kV BIL (peruseristystaso) IEC 62271-1:n mukaan, kun taas 690 V:n pienjännitekisko testataan vain 8 kV impulssi . Vaadittu ryömintäetäisyys 12 kV:n järjestelmälle saasteasteen 3 ympäristössä on noin 300 mm vaihe-maa , verrattuna vain 25-32 mm 690 V LV -laitteille. Nämä erot ohjaavat kotelon kokoa, eristemateriaalin valintaa ja virtakiskoväliä – mikä tarkoittaa, että jänniteluokkapäätös vaikuttaa käytännössä kaikkiin loppupään suunnitteluparametreihin.

Jatkuva virran luokitus ja poikkileikkauksen mitoitus

Jänniteluokan vahvistamisen jälkeen jatkuva virta on seuraava kriittinen parametri. Virtakiskossa on oltava suurin jatkuva kuormitusvirta ylittämättä suurinta sallittua johtimen lämpötilaa - tyypillisesti 90 °C eristetyille kiskoille and 105°C paljaille kuparikiskoille IEC 61439:n ja IEC 62271-1:n mukaisissa pultattuissa kosketuspisteissä.

Virran arvo riippuu johtimen materiaalista, poikkileikkausalasta, lämmönpoistopinta-alasta, ympäristön lämpötilasta, kotelon tuuletuksesta ja asennussuunnasta. Useimpien IEC-standardien vertailuympäristön lämpötila on 40 °C . Kohteissa, joissa ympäristön lämpötila ylittää säännöllisesti 40 °C, kuten autiomaassa tai trooppisissa paikoissa, on sovellettava vähennyskerrointa. Yleisohjeena on, että jokainen 10°C lämpötilan nousu yli 40°C vaatii noin 8-12 % aleneminen jatkuvan virran nimellisarvosta.

Alla olevassa taulukossa on ohjeelliset jatkuvat virranmittaukset kuparikiskoille normaaleissa ympäristöolosuhteissa, ja ne kattavat joukon poikkileikkauksia, jotka liittyvät sekä pienjännitekiskosuunnitteluun että keskijännitekiskojärjestelmien sovelluksiin:

Keskijännitekiskojärjestelmille, virrantiheys pidetään tyypillisesti välillä 1,5 - 2,0 A/mm² jotta suljetut kuparikiskot pysyvät lämpörajojen sisällä. Tämän alueen ylittäminen ilman varmennettua lämpötestausta johtaa eristyksen nopeutumiseen ja kontaktien hapettumiseen pulttiliitoksissa.

On tärkeää huomata, että nämä arvosanat ovat suuntaa-antavia. Tietyn kokoonpanon todellinen luokitus on tarkistettava tyyppitestauksella tai todennetulla laskelmalla IEC 61439-1 liitteen D mukaisesti pienjännitejärjestelmissä tai lämpömallinnuksella standardin IEC 62271-1 mukaisesti MV-järjestelmillä. Älä käytä luettelon luokituksia suoraan suljettuihin asennuksiin ottamatta huomioon kotelon lämpökuormitusta.

Oikosulkuvirta: suunnitteluparametri, josta ei voi neuvotella

Jatkuvalle virralle oikein mitoitettu virtakisko voi silti epäonnistua katastrofaalisesti vian aikana, jos oikosulkukestävyys on riittämätön. Oikosulkuvirta synnyttää kaksi samanaikaista jännitystä: lämpöjännitys I²t-lämmityksestä ja mekaaninen jännitys vierekkäisten johtimien välisistä sähkömagneettisista voimista.

Lämmönkesto mitoitus

Lämmönkestävyysvaatimus ilmaistaan nimellislyhytkestovirtana (Icw) tietyn ajan - tyypillisesti 1 sekunti keskijännitelaitteisiin ja 1 sekunti or 0.2 seconds IEC 61439 -standardin mukaisille pienjännitekokoonpanoille. Tyypilliset Icw-arvot vaihtelevat 10 kA - 63 kA keskijännitekojeistoille ja alkaen 10 kA - 100 kA pienjännitekokoonpanoille.

Käytä adiabaattista lämmityskaavaa A = I × √t / K , jossa K kuparilla on noin 141 A·s^0,5/mm² ja alumiinilla noin 87 A·s^0,5/mm², järjestelmä, jonka vikataso on 40 kA 1 sekunnin ajan, vaatii kuparin vähimmäispoikkileikkauksen noin 284 mm² . 25 kA / 1 s vialla kuparin minimipoikkileikkaus on noin 177 mm² . Varmista aina, että valitsemasi virtakiskon poikkileikkaus täyttää vikatason järjestelmän oikosulkututkimuksesta – ei yleisestä taulukosta.

Sähkömagneettinen voima rinnakkaisten johtimien välillä

Vian aikana oikosulkuvirran huippu (tyypillisesti 2,5 kertaa symmetrinen RMS-vikavirta epäsymmetriselle huipukselle standardin IEC 62271-100 mukaisesti) tuottaa sähkömagneettisia voimia vierekkäisten vaihejohtimien välille, jotka ovat verrannollisia I²/d:hen, missä d on johtimen erotus. 40 kA RMS-vialla, jonka huippu on 100 kA, kahdella rinnakkaisella johtimella, jotka on sijoitettu 150 mm:n etäisyydelle toisistaan 500 mm:n jännevälillä, on noin suurin voima. 6 700 N/m . Virtakiskotuet, eristimen ulokearvot ja johtimen poikkileikkaus on kaikki tarkistettava tätä voimaa vastaan, jotta estetään mekaaninen vika vianpoiston aikana.

Johdinmateriaalin valinta: kupari vs alumiini

Valinta kupari- ja alumiinijohtimien välillä vaikuttaa virrantiheyteen, painoon, liitoksen luotettavuuteen ja pitkäaikaisiin huoltotarpeisiin. Molempia materiaaleja käytetään keskijännitekiskojärjestelmissä ja pienjännitekiskosuunnittelussa, mutta niiden vahvuudet sopivat erilaisiin käyttökohteisiin.

Kupariväylän baarit

Elektrolyyttisesti kova pikikupari (nimitys C11000 tai Cu-ETP) saavuttaa sähkönjohtavuuden ~100 % IACS . Sen korkea johtavuus mahdollistaa pienet poikkileikkaukset, mikä on kriittinen tilan rajatuissa kojeistoissa. Kuparilla on myös erinomainen hapettumisenkestävyys kosketuspinnoilla, pienempi kosketusvastus pulttiliitoksissa koko käyttöiän ajan ja parempi mekaaninen virumisvastus jatkuvalla pultin kiinnitysvoimalla verrattuna alumiiniin. Näistä syistä kupari on oletusarvoinen johdinmateriaali sisätilojen keskijännitekojeistot, pienjännitekytkintaulut ja moottorin ohjauskeskukset joissa kotelointitila on rajallinen ja liitosten luotettavuus 30 vuoden käyttöiän aikana on ensiarvoisen tärkeää.

Alumiiniset väylät

Alumiiniseosjohtimet (tyypillisesti 1350-H19 sähkölaatuisille tai 6063-T6 rakenteellisille virtakiskosovelluksille) saavuttavat noin 61 % IACS:n johtavuus - eli alumiinikisko vaatii karkeasti 64 % suurempi poikkipinta-ala kuin kuparivirtakisko kuljettamaan samaa virtaa. Alumiinin tiheys on kuitenkin noin 2,7 g/cm³ verrattuna kupariin 8,9 g/cm³ , mikä antaa alumiinille merkittävän painoedun pitkäkestoisille väyläjärjestelmille ja ulkosähköasemarakenteille. 150 mm × 10 mm alumiinikisko painaa noin 4,1 kg/m , verrattuna noin 13,4 kg/m vastaavan virtakapasiteetin kuparitankoon. Ulkolinja-autorakenteissa, joissa eristeiden ja portaalien kuormituksen vähentäminen on rakenteellisen suunnittelun tavoite, alumiini on usein käytännöllisempi valinta.

Kun alumiinikiskot on pultattu kuparilaitteiden liittimiin – kuten muuntajan holkkeihin tai katkaisijalevyihin – bimetalliset siirtymäliittimet ja johtava liitosyhdiste ovat pakollisia galvaanisen korroosion estämiseksi ja alhaisen kosketusvastuksen ylläpitämiseksi ajan mittaan.

Eristeen valinta matala- ja keskijännitesovelluksiin

Eristeen valinta on yksi tärkeimmistä päätöksistä virtakiskomäärittelyssä. Eristyshäiriöt muodostavat merkittävän osan kojeiston huoltokatkoksista ja turvallisuushäiriöistä. Oikea eristysjärjestelmä on sovitettava käyttöjännitteeseen, ympäristöön, lämpöluokkaan ja virtakiskokokoonpanon fyysiseen muotoon.

Pienjänniteeristysjärjestelmät

Pienjännitekiskosuunnittelulle enintään 1 000 V AC jännitteellä on yleisimmin määritelty seuraavat eristysjärjestelmät:

• PVC-holkki: Vakio 690 V AC -järjestelmille; mitoitettu 70°C tai 105°C laadusta riippuen. Edullinen ja helppo levittää. Sopii puhtaisiin sisätiloihin, joissa on kohtalainen kosteus.
• Kutistettavat polyolefiiniputket: Tarjoaa mukautuvan, kosteutta kestävän eristekerroksen; mitoitettu 600 V - 1 kV; saatavana kaksiseinäisinä versioina, joissa on sisäinen liimatiiviste parantaakseen ympäristönsuojelua IP54-koteloissa tai korkeammissa koteloissa.
• Epoksijauhemaalaus: Levitetään sähköstaattisesti ja kovetetaan kovan, tasaisen pinnoitteen saamiseksi, jonka dielektrinen lujuus on noin 20-25 kV/mm . Tarjoaa sekä sähköeristyksen että mekaanisen pintasuojauksen. Käytetään laajasti litteissä kiskoissa kompakteissa kytkinlaitteistoissa.
• Ilmaeristys vaiheesteillä: Metallisuljetuissa kokoonpanoissa oleville virtakiskoille vaihe-vaihe ja vaihe-maa eristävät esteet (jotka on tyypillisesti valmistettu lasivahvisteisesta polyesteri- tai polykarbonaattilevystä) tarjoavat tarvittavat välykset ilman eristystä suoraan johtimeen. Tämä lähestymistapa on yleinen suurissa LV-kytkintauluissa, joissa kiskot on ehkä tarkastettava tai kiristettävä uudelleen käytön aikana.

Keskijänniteeristysjärjestelmät

Keskijännitekiskojärjestelmä vaatii huomattavasti lujemman eristyksen. 12 kV jännitteellä vaihe-maa-käyttöjännite on noin 6,9 kV RMS , ja järjestelmän on kestettävä 75 kV salamaimpulssi ja a 28 kV tehotaajuustestijännite IEC 62271-1:n mukaan.

• Valettu epoksihartsieristys: Käytetään täysin eristetyissä ja suojatuissa (FIS) väyläkanavajärjestelmissä 12–36 kV. Koko virtakisko on kapseloitu valetuun epoksiin, mikä poistaa ilmaraot ja tarjoaa luotettavan suorituskyvyn korkeassa kosteudessa, saastuneessa tai tiivistyvässä ympäristössä. Soveltuu erityisesti rannikon teollisuuskohteisiin ja maanalaisiin sähköasemiin.
• Silloitettu polyeteeni (XLPE) eristys: Käytetään esivalmistetussa keskijänniteväylässä. Mitoitettu jatkuvaan käyttölämpötilaan asti 90°C ja oikosulkulämpötilat jopa 250 °C . Tarjoaa hyvän kosteudenkestävyyden ja mekaanisen joustavuuden asennuksiin, joissa reititystila on rajoitettu.
• Ilmaeristys kiinteillä välikkeillä: Perinteinen lähestymistapa metallipäällysteisissä ja metallikoteloiduissa kojeistoissa. Vaihe-maa- ja vaihe-vaihevälykset ylläpidetään epoksihartsilla tai posliinisilla tukieristeillä. Ryömintäetäisyyksien on täytettävä IEC 60071 -standardin vaatimukset paikan saastetasolle – saasteasteella 3 vähintään 25 mm/kV vaihe-maahan tarvitaan.
• SF6 kaasueristys: Käytetään kaasueristetyissä kojeistoissa (GIS), joissa koko virtakiskojärjestelmä on suljettu maadoitettuun metallikoteloon, joka on täytetty SF6-kaasulla noin 3–5 baarin absoluuttisella paineella. SF6:lla on noin dielektrinen lujuus 2,5 kertaa ilmaan verrattuna ilmanpaineessa, mikä mahdollistaa dramaattisesti pienennetyt kotelon mitat. Tätä lähestymistapaa käytetään paikoissa, joissa tila on erittäin rajoitettu, kuten kaupunkien maanalaisissa sähköasemissa ja offshore-laiturivaihteistoissa.

Kotelon tyyppi, IP-luokitus ja lämpökuormitus

Virtakiskojärjestelmän sisältävällä kotelolla on suora vaikutus saavutettavaan virranmittaukseen. Korkeammat IP-luokitukset rajoittavat ilmavirtausta kotelon läpi, mikä vähentää konvektiivista lämmönpoistoa virtakiskon pinnalta ja vaatii virtakiskoa pienentämään sen ulkoilmaluokitusta.

Käytännön opas suljetun virtakiskon virran pienentämiseen IP-luokan perusteella:

• IP31 / IP42 (vakio sisäkäyttöinen kojeisto): Minimaalinen luonnollisen ilmanvaihdon rajoitus. Alennuskerroin noin 0,90–1,00 suhteessa ulkoilma-arvoon.
• IP54 (pöly- ja roisketiivis): Vähennetyt tuuletusaukot. Tyypillinen vähennystekijä 0,85–0,90 , mikä tarkoittaa 10–15 prosentin vähennystä nykyisessä kapasiteetissa.
• IP65 / IP66 (täysin suljettu): Ei tuuletusaukkoja; lämmönpoisto rajoittuu johtamiseen kotelon seinien läpi. Alennustekijä tyypillisesti 0,75–0,85 . IP65-koteloiden suurvirtakiskoissa voidaan tarvita pakotettua ilmajäähdytystä tai nestejäähdytteistä virtakiskoa, jotta virtakisko pysyy lämpörajoissa.
• NEMA 4X (korroosionkestävä tiivistetty): Samanlainen lämpörajoitus kuin IP66. Yleisesti määritelty elintarvikejalostus-, lääke- ja merisovelluksiin, joissa vaaditaan pesua ja kemikaalien kestävyyttä.

Kun otat keskipienjännitteisen virtakiskotoimittajan hankkeeseen, jossa on IP54 tai korkeampi kotelointi, ilmoita kotelon IP-luokitus ja sisäinen tilavuus tiedusteluvaiheessa, jotta toimittaja voi sisällyttää oikean vähennyskertoimen nykyisiin luokituslaskelmiinsa. Takautuva vähennyksen soveltaminen kokoojakiskon määrittämisen jälkeen johtaa usein aliarvioituihin kokoonpanoihin, jotka epäonnistuvat tyyppitestauksessa.

Väyläpalkin kokoonpano: tasainen, putkimainen ja väylämuotoinen

Virtakiskoja on saatavana useissa fyysisissä muodoissa, joista jokainen sopii eri jänniteluokille, virta-alueille ja asennustavoille. Erojen ymmärtäminen mahdollistaa oikean muodon määrittämisen alusta alkaen sen sijaan, että sitä mukautettaisiin sen jälkeen, kun kojeiston järjestely on korjattu.

Litteä suorakaiteen muotoinen tanko

Yleisimmin käytetty muoto pienjännitekiskosuunnittelussa. Saatavana leveyksinä 12 mm - 200 mm ja paksuuksina 3 mm - 20 mm kuparia tai alumiinia. Useita litteitä tankoja voidaan pinota rinnakkain virran nimellisarvon lisäämiseksi – yleinen lähestymistapa suurvirtajännitekojeistoissa, joissa tilaa yhdessä ulottuvuudessa on rajoitetusti. Esimerkiksi kaksi 100 mm × 10 mm kuparitankoa rinnakkain voivat kantaa noin 3 600–4 400 A , joka kaksinkertaistaa tehokkaasti yhden tangon arvosanan vaatimattomalla kokoonpanokorkeuden nousulla.

Putkimainen pyöreä tanko

Pyöreät putkimaiset johtimet (yleensä 6063-T6 tai 6101-T61 alumiiniseos tai C11000 kupari) ovat vakiomuoto ilmaeristetyissä sähköasemissa keskijännitekiskojärjestelmille. Putkimainen profiili maksimoi pinta-alan ja massan suhteen lämmön haihtumista varten, tarjoaa korkean poikkileikkausmoduulin painoyksikköä kohden tukieristeiden väliselle jänteelle, ja yli 66 kV:n jännitteillä sileä pyöreä pinta vähentää koronan muodostumista tasaisen sähkökentän jakautumisen ansiosta. Putkikiskot 110–500 kV sähköasemasovelluksiin vaihtelevat tyypillisesti välillä 80 mm - 200 mm ulkohalkaisija seinämän paksuus 6-15 mm.

Busduct (Busway)

Esivalmistetut väyläjärjestelmät koostuvat litteistä tai putkimaisista virtakiskoista, jotka on suljettu tehtaalla koottuun metallikoteloon ja joita on saatavana arvoina noin 400 A - 6 300 A LV-sovelluksiin ja enintään 40 kA generaattorin ja muuntajan liitäntöihin. Busduct tarjoaa yhtenäiset tehtaalla varmennetut virta-arvot, tehtaalla käytettävät eristys- ja vaiheesteet sekä nopean asennuspaikan kentällä valmistettuihin virtakiskoihin verrattuna. Keskijännitesovelluksissa käytetään valuhartsieristeistä 12–36 kV väyläjohtoa tilanteissa, joissa kaapelivaihtoehto vaatisi epäkäytännöllisen määrän rinnakkaisia ​​kaapeleita ja kun tarvitaan kompakti, tarkastettava reitti.

Sovellettavat standardit ja vaatimustenmukaisuusvaatimukset

Asianmukaisen standardin noudattaminen on hankkeen hyväksymisvaatimus, ei valinnainen laadunparannus. Virtakiskokokoonpanoa säätelevä standardi määrittää tyyppitestit, jotka on tarkastettava, jokaisessa yksikössä vaadittavat rutiinitestit ja asiakirjat, jotka loppukäyttäjä tai toimivaltainen viranomainen (AHJ) tarvitsee käyttöönottohyväksyntää varten.

• IEC 61439-1 ja IEC 61439-2: Peitä pienjännitekytkinlaitteet ja ohjauslaitteet. IEC 61439-1 on yleisten sääntöjen standardi; IEC 61439-2 koskee tehokytkin- ja ohjauslaitekokoonpanoja (PSC-kokoonpanoja). Tyyppitestit sisältävät lämpötilan nousun, oikosulkukestävyyden, dielektrisen kestävyyden ja suojausasteen (IP) testauksen.
• IEC 62271-1 ja IEC 62271-200: Peitä keskijännitekojeistot ja ohjauslaitteet. IEC 62271-200 koskee erityisesti AC-metallikoteloituja kojeistoja 1 kV - 52 kV, mukaan lukien tyyppitestit sisäiselle kaariluokitukselle (IAC) – yhä enemmän vaadittava spesifikaatio henkilösuojaukselle miehitetyissä kytkinhuoneissa. IAC-luokitukset AFLR 16 kA 1 sekunnin ajan or 25 kA 1 sekunnin ajan on yleisesti määritelty sisäkeskijännitekojeistoille kaupallisissa ja teollisissa projekteissa.
• UL 857 (linja-autot): Pohjois-Amerikan standardi väyläjärjestelmille 600 V AC, 6 000 A asti. Vaaditaan Yhdysvalloissa ja Kanadassa oleviin projekteihin, joissa väyläjohtoa käytetään sähkönjakelussa rakennuksissa tai teollisuuslaitoksissa.
• GB/T 5585.1 / 5585.2: Kiinan kansalliset standardit kupari- ja alumiinikiskoille sähkökäyttöön. Vaaditaan projekteihin Kiinassa ja olennainen hankittaessa keskipienjännitteiseltä virtakiskotoimittajalta, joka valmistaa Kiinan kansallisten standardien mukaisesti.
• IEEE Std 605: IEEE-opas väylän suunnitteluun ilmaeristetyissä sähköasemissa. Tarjoaa laskentamenetelmän putkimaisten ja litteiden virtakiskojärjestelmien virranmittaus-, oikosulkuvoiman ja mekaanisen jännevälin suunnittelulle ulkosähköasemarakenteissa. Käytetään laajasti Pohjois-Amerikan sähköhankkeissa ja projekteissa alueilla, joilla sopimusperusteena ovat IEEE-standardit IEC-standardien sijaan.

Kun lähetät kyselyjä keskipienjännitteiselle virtakiskotoimittajalle, ilmoita sovellettava standardi, vaaditut tyyppitestin todisteet ja se, ovatko kolmannen osapuolen todistamat testaukset tai kolmannen osapuolen sertifioimat testiraportit hyväksyttäviä. Kriittisen infrastruktuurin projekteissa akkreditoitujen testilaboratorioiden (KEMA, CESI, CPRI tai vastaavat) alkuperäisten tyyppitestisertifikaattien määrittäminen pelkän valmistajan testausselosteen sijaan vähentää projektiriskiä merkittävästi.

Ympäristö- ja paikkakohtaiset näkökohdat

Asennuspaikan ympäristöolosuhteet vaikuttavat virtakiskomateriaalien valintaan, eristystyyppiin, pintakäsittelyyn ja huoltoväleihin. Työpaikan olosuhteiden huomiotta jättäminen spesifikaatiovaiheessa johtaa ennenaikaiseen eristeen heikkenemiseen, ruuviliitosten korroosion kiihtymiseen ja käyttöiän lyhenemiseen.

Ympäristön lämpötila ja korkeus

Yllä oleville sivustoille 1000 m korkeudessa , ilman tiheys pienenee ja sen mukana ilman dielektrinen lujuus ja konvektiivinen jäähdytystehokkuus. IEC 62271-1 edellyttää sekä dielektristen testijännitteiden että virran nimellisarvon korjaamista yli 1 000 metrin korkeudessa. 2 000 metrin korkeudessa sijaitseva paikka vaatii korkeuden korjauskertoimen noin 0,94 sovelletaan nimelliseen dielektriseen kestojännitteeseen , mikä tarkoittaa, että laitteet, joiden tehotaajuus on 28 kV ja kestävät merenpinnan tasolla, on tarkistettava uudelleen alhaisemmalla ilman tiheydellä korkeudessa. Nykyinen aleneminen noin 5 % 1 000 metriä kohti yli 1 000 m on laajalti käytetty lähtöpistearvio, joka odottaa yksityiskohtaista lämpölaskelmaa.

Korroosioympäristö

Asennuspaikan ISO 9223 -korroosioluokka säätelee virtakiskojohtimien, tukilaitteistojen ja koteloiden vaadittua pintasuojausta. Kohteisiin, joiden korroosioluokka on C3 (kohtalainen – kaupunkiteollisuus sisämaassa) tai sitä alhaisempi, tavalliset valssatut kupari- tai anodisoidut alumiinikiskot, joissa on johtava liitosmassa pulttiliitoksissa, ovat tyypillisesti riittäviä. C4 (korkea — rannikkoteollisuus) tai C5-M (erittäin korkea — merellinen offshore) varten vaaditaan tina- tai hopeapinnoitus kaikilla kosketusalueilla, alumiinipintojen kova anodisointi ja ruostumaton teräs tai kuumasinkitty tukilaitteisto. Petrokemian ja kemian tehdasympäristöissä on kiinnitettävä lisähuomiota tiettyjen prosessikemikaalien kestävyyteen, mikä saattaa edellyttää rikkivetyä, klooria tai ammoniakkia kestävien kotelomateriaalien ja tiivisteyhdisteiden määrittämistä.

Seismisen vyöhykkeen vaatimukset

Keskijännitekiskojärjestelmissä, jotka on asennettu seismiselle vyöhykkeelle 2 tai korkeammalle (IBC:n tai vastaavan kansallisen koodin mukaan), kokoojakiskon tukirakenne, eristimen ulokearvot ja kotelon ankkurointi on tarkistettava suunniteltua maanjäristyksen maakiihtyvyyttä vastaan. IEEE 693 (sähköasemille) tai IEC 62271-300 (sisätiloissa käytettäville kojeistoille) mukainen seisminen kelpoisuus voidaan vaatia projektin eritelmissä. Korkealla seismisellä vyöhykkeellä joustavat liitännät virtakiskoosien välillä sekä kiskon ja laiteliittimien välillä ovat erityisen tärkeitä, jotta estetään differentiaaliliikkeen aiheuttamat vauriot maanjäristyksen aikana.

Keskipienjännitteisen virtakiskotoimittajan arviointi

Virtakiskojärjestelmän tekninen eritelmä on vain niin luotettava kuin sitä valmistavan toimittajan valmistus- ja laadunvalvontaprosessit. Toimivan ja läpinäkyvän keskipienjännitekiskotoimittajan valitseminen on olennainen osa hankintaprosessia, ei toissijainen näkökohta.

• Tyyppitestin dokumentaatio: Pyydä alkuperäisiä tyyppitestaustodistuksia – ei vain viittauksia testiraportteihin –, jotka kattavat lämpötilan nousun, oikosulkukestävyyden, dielektrisen suorituskyvyn ja suojaustason toimitettavan virtakiskojärjestelmän tietyn virran ja jänniteluokan osalta. Sertifikaateissa tulee yksilöidä testilaboratorio, testauspäivämäärä ja tarkka testattu tuotekokoonpano.
• Materiaalin sertifiointi ja jäljitettävyys: Toimittajan tulee toimittaa myllytestitodistukset, jotka vahvistavat johtimien metalliseoksen laadun, lämpötilan, kemiallisen koostumuksen ja sähkönjohtavuuden jokaiselle tuotantoerälle. Kuparille vahvista C11000 (Cu-ETP) tai vastaava; alumiinille, vahvista 1350-H19, 6063-T6 tai 6101-T61 soveltuvin osin.
• Mittojen johdonmukaisuus: Pyydä mittatarkastuspöytäkirjoja tai ensimmäisen artikkelin tarkastusraportteja (FAI), jotka vahvistavat, että virtakiskon poikkileikkaus, suoruus ja reiän sijainti (esiporatuille tangoille) ovat määritetyn toleranssin sisällä. Leveys- ja paksuustoleranssit ±0,5 mm tai parempi ovat tyypillisiä tarkkuuskojeiston kiskoille.
• Pintakäsittelyominaisuudet: Varmista, suoritetaanko tinaus, hopeapinnoitus tai kova-anodisointi talon sisällä vai alihankintana. Oma pintakäsittely antaa toimittajalle suoran hallinnan pinnoitteen paksuudesta, tarttumisesta ja peittävyydestä – merkittävä laatuetu alihankintakäsittelyyn verrattuna.
• Laadunhallintajärjestelmä: ISO 9001 -sertifikaatti on lähtökohtana. Kun kyseessä ovat yleishyödylliset ja kriittiset infrastruktuurihankkeet, pyydä todisteita viimeaikaisista asiakasauditoinneista, poikkeavuusraporteista (NCR) ja korjaavista toimista. Toimittaja, joka haluaa jakaa laadukkaita suorituskykytietoja, tarjoaa paremman varmuuden kuin se, joka voi tarjota vain sertifikaatin numeron.
• Toimitusaika ja toimitusvarmuus: Vahvista tuotannon läpimenoajat tietylle seokselle, poikkileikkaukselle ja lisäarvokäsittelylle (leikkaus, poraus, pinnoitus). Projektikriittisten virtakiskokomponenttien osalta pyydä todisteita oikea-aikaisesta toimituksesta ja selvennä toimittajan lähestymistapaa raaka-aineiden saatavuuden hallintaan toimitusketjun rajoitusten aikana.

Asennus- ja huoltokäytännöt, jotka suojaavat pitkäaikaista suorituskykyä

Oikein määritelty virtakiskojärjestelmä voi silti toimia huonommin, jos asennus- ja huoltokäytännöt ovat riittämättömiä. Yleisimmät asennukseen liittyvät syyt virtakiskon vaurioitumiseen ovat huonosti valmistetut ruuviliitokset, väärä pulttien vääntömomentti ja sopeutumaton lämpölaajeneminen.

Pulttiliitoksen valmistelu ja kiristysmomentti

Puhdista jokaisen pulttikiskon liitännän molemmat kosketuspinnat kiiltäväksi metalliksi ruostumattomasta teräksestä valmistetulla teräsharjalla välittömästi ennen kokoamista. Levitä molemmille pinnoille johtavaa saumamassaa (alumiini sinkkipohjainen, kupari öljypohjainen). Kiristä pultit valmistajan ilmoittamaan momenttiin – tyypillisesti 20–30 Nm M10-pulteille and 40–60 Nm M12-pulteille kupari-kupari-liitoksissa. Käytä Belleville-jousialuslevyjä pultin päiden ja muttereiden alla kaikissa alumiinikiskoliitännöissä kompensoidaksesi alumiinin virumisen rentoutumista, joka tapahtuu jatkuvassa puristuskuormituksessa korkeissa lämpötiloissa.

Lämpölaajenemisen hallinta

Kuparin lämpölaajenemiskerroin on noin 17 × 10⁻-6/°C ; alumiinia suunnilleen 23 × 10⁻-6/°C . 20-metrisellä alumiinibussilla 70°C:n lämpötilan muutos – kylmästä ympäristöstä käyttöönoton aikana täyden kuorman kesäkäyttölämpötilaan – tuottaa noin 32 mm lineaarinen laajeneminen . Jos tätä liikettä ei soviteta liukuvilla tukipuristimilla ja joustavilla liikuntasaumoilla sopivin väliajoin, seurauksena oleva puristusjännitys aiheuttaa johtimen nurjahduksen, tukieristeiden vaurioitumisen ja pulttiliitosten asteittaista löystymistä. Joustavia liikuntasaumoja tulee asentaa enintään 30-40 metriä suorilla linja-ajoilla ja jokaisessa yhteydessä kiinteisiin laitepäätteisiin.

Termografinen tarkastus

Virtakiskon pulttiliitosten infrapunatermografiset tutkimukset käyttökuormituksen alaisena ovat kustannustehokkain huoltotyökalu, jolla voidaan tunnistaa kehittyvät korkean vastuksen liitokset ennen kuin ne aiheuttavat lämpövaurioita tai huoltokatkoksia. Keskijännitekiskojärjestelmille ja suurvirta-pienjänniteasennelmille termograafinen tarkastus tulee suorittaa käyttöönoton yhteydessä ja toistaa enintään 12 kuukautta kriittisille piireille. Yhteinen käynnissä enemmän kuin 10°C viereisten liitäntöjen yläpuolella vastaavalla kuormituksella osoittaa kohonnutta kosketusvastusta, joka vaatii tutkimusta ja korjaamista.

Usein kysytyt kysymykset