Especificaciones de barras de cobre para switchgear blindado de media tensión de estándar estadounidense

Switchgear blindado de media tensión de estándar estadounidense, con especificaciones de corriente estándar de 1200, 2000, 3000, 4000A, carrito de interruptor de circuito de doble capa superior e inferior, y la barra de distribución ubicada en el centro del gabinete trasero.

El interruptor de circuito superior se extrae desde la parte superior del gabinete trasero, y el cable se conecta a la barra de cobre a través del canal vertical inferior hacia la parte superior. Las líneas de entrada y salida del interruptor de circuito inferior se conectan directamente a la placa inferior.

Dado el arreglo de los interruptores de circuito de doble capa, el calor generado por el interruptor de circuito inferior se transmitirá al interruptor de circuito superior. No se permiten agujeros de ventilación entre los compartimentos de alta tensión, y el límite superior del aumento de temperatura en el estándar estadounidense es 10k menor que en el estándar IEC. Por lo tanto, se requiere una barra de cobre de gran sección transversal.

Según el estándar, para las pruebas de corriente continua (aumento de temperatura), las especificaciones de las barras de cobre son las siguientes: 1200A utiliza una barra de cobre de 6.4 × 102 = 652.8mm2, y las especificaciones de las barras de cobre domésticas se pueden seleccionar como 6 × 100mm; 2000A utiliza dos barras de cobre de 9.5 × 102mm, con una sección transversal de 2 × 9.5 × 102 = 1938mm2, y las especificaciones de las barras de cobre domésticas se pueden seleccionar como 2 piezas de 10 × 100mm; 3000A utiliza tres barras de cobre de 9.5 × 127mm, con una sección transversal de 3 × 9.5 × 127 = 3619.5mm2, y las especificaciones de las barras de cobre domésticas se pueden seleccionar como 3 piezas de 10 × 125mm; 4000A utiliza cuatro barras de cobre de 9.5 × 127mm, con una sección transversal de 4 × 9.5 × 127 = 4826mm2.

Se puede ver que las barras de cobre tienen especificaciones grandes, especialmente para los tableros de distribución de alta corriente.

Por lo tanto, para el bus principal del tablero de distribución, es necesario consultar las especificaciones del bus de prueba. Teniendo en cuenta la conexión de los buses ramales superiores e inferiores, se debe utilizar un bus ancho, es decir, los buses ramales superiores e inferiores deben solaparse a la mitad, como un bus de 150 mm de ancho, con la mitad del bus ramal superior y la mitad del bus ramal inferior utilizados para el solapamiento del bus.

Para 1200A, se utiliza un bus de cobre de 6 × 150 mm, para 2000A, se utiliza un bus de cobre de 12 × 150 mm, para 3000A, se utilizan dos buses de cobre de 12 × 150 mm, y para 4000A, se utilizan tres buses de cobre de 10 × 150 mm.

Bus ramal, con disposición de interruptores de circuito de doble capa de 2000A y menos. Se pueden utilizar barras de cobre de 80 mm de ancho para los buses ramales superiores e inferiores, es decir, 1200A con una barra de cobre de 10 × 80 mm, y 2000A con dos barras de cobre de 10 × 80 mm o dos barras de cobre de 10 × 100 mm (determinado según la prueba de aumento de temperatura). Para 3000A, se pueden utilizar dos barras de cobre de 10 × 150 mm, mientras que para 4000A, que tiene la misma especificación que el bus principal, se pueden utilizar tres barras de cobre de 10 × 150 mm.

De acuerdo con la IEEE C37.20.2, la barra de distribución debe estar completamente aislada, y las conexiones y otras partes deben envolverse con cinta aislante o cajas de aislamiento. La capa de aislamiento de la barra de distribución debe someterse a pruebas de combustión para verificar su rendimiento retardante de llamas, así como a pruebas de rendimiento de aislamiento. Para cumplir con los requisitos de las pruebas, la superficie de la barra de distribución generalmente se trata con aislamiento fluido de epoxi, con un espesor fluido generalmente mayor o igual a 2mm.

Debido al sistema de barra de distribución completamente aislada, el espacio aéreo y la distancia de rastreo de la cubierta de interruptores se pueden reducir significativamente. El espacio aéreo para la tensión de impulso de 95kV correspondiente al nivel de tensión de 15kV generalmente se requiere que sea mayor de 3 pulgadas (3 × 25.4 = 76.2mm). La tensión de prueba de frecuencia industrial de 36kV generalmente requiere una distancia de rastreo mayor de 6 pulgadas (6 × 25.4 = 152.4mm).

La cubierta de interruptores blindada de 15/27kV generalmente tiene un espaciamiento entre fases de 10 pulgadas, o 254mm, independientemente del tamaño de la corriente. Por lo tanto, para una barra de distribución de rama de 150mm de ancho, eliminando el espesor de la capa de aislamiento de 254 - 150 - 2 - 2 = 100mm, se cumplen completamente los requisitos de aislamiento.

El espaciado entre las barras principales de alimentación generalmente es de 280 mm. Incluso después de eliminar el ancho de las barras de alimentación y la distancia ocupada por las conexiones, aún se pueden cumplir los requisitos de aislamiento.

Sistema de barras de alimentación aislado de 38 kV. El ancho del gabinete es de 42 pulgadas (42 × 25,4 = 1066,8 mm), con un espaciado de fase de 11 pulgadas (11 × 25,4 = 279,4 mm). La especificación de la barra de alimentación ramal de 3000 A utiliza tres barras de cobre de 10 × 100 mm, y la distancia neta de aislamiento por aire es de 279 - 100 - 4 = 175 mm, lo que cumple con los requisitos de la distancia neta de aislamiento en fluidización. Para mejorar la capacidad de conducción de corriente, el nuevo tablero de interruptores de 38 kV de norma estadounidense adopta barras de alimentación tubulares, lo que puede aumentar la capacidad de conducción de corriente sin aumentar la distancia neta.