Especificações de barras de cobre para cubículos de comutação blindados de média tensão de padrão americano

Disjuntor blindado de média tensão padrão americano, com especificações de corrente padrão de 1200, 2000, 3000, 4000A, carrinho de disjuntor de dupla camada superior e inferior, e barramento localizado no meio do gabinete traseiro.

O disjuntor superior sai da parte superior do gabinete traseiro, e o cabo é conectado ao barramento de cobre através do canal vertical inferior até a parte superior. As linhas de entrada e saída do disjuntor inferior são diretamente conectadas à placa inferior.

Devido ao arranjo dos disjuntores de dupla camada, o calor gerado pelo disjuntor inferior será transmitido para o disjuntor superior. Não são permitidas aberturas de ventilação entre os compartimentos de alta tensão, e o limite superior do aumento de temperatura no padrão americano é 10k menor do que no padrão IEC. Portanto, é necessário um barra de cobre de grande área transversal.

De acordo com o padrão, para testes de corrente contínua (aumento de temperatura), as especificações das barras de cobre são as seguintes: 1200A usa uma barra de cobre de 6,4 × 102 = 652,8mm2, e as especificações das barras de cobre domésticas podem ser selecionadas como 6 × 100mm; 2000A usa duas barras de cobre de 9,5 × 102mm, com uma área transversal de 2 × 9,5 × 102 = 1938mm2, e as especificações das barras de cobre domésticas podem ser selecionadas como 2 peças de 10 × 100mm; 3000A usa três barras de cobre de 9,5 × 127mm, com uma área transversal de 3 × 9,5 × 127 = 3619,5mm2, e as especificações das barras de cobre domésticas podem ser selecionadas como 3 peças de 10 × 125mm; 4000A usa quatro barras de cobre de 9,5 × 127mm, com uma área transversal de 4 × 9,5 × 127 = 4826mm2.

É possível ver que as barras de cobre têm grandes especificações, especialmente para quadros de distribuição de alta corrente.

Portanto, para o barramento principal do quadro de distribuição, é necessário consultar as especificações do barramento de teste. Considerando a conexão dos barraments laterais superior e inferior, deve-se usar um barramento largo, ou seja, os barraments laterais superior e inferior devem se sobrepor pela metade, como um barramento de 150 mm de largura, com metade do barramento lateral superior e metade do barramento lateral inferior usadas para a sobreposição do barramento.

Para 1200A, usa-se um barramento de cobre de 6 × 150 mm, para 2000A, usa-se um barramento de cobre de 12 × 150 mm, para 3000A, usam-se dois barraments de cobre de 12 × 150 mm e para 4000A, usam-se três barraments de cobre de 10 × 150 mm.

Barramento lateral, com arranjo de disjuntores de camada dupla de 2000A e abaixo. Barras de cobre de 80 mm de largura podem ser usadas para os barraments laterais superior e inferior, ou seja, 1200A com uma barra de cobre de 10 × 80 mm e 2000A com duas barras de cobre de 10 × 80 mm ou duas barras de cobre de 10 × 100 mm (determinado de acordo com o teste de aumento de temperatura). Para 3000A, podem ser usadas duas barras de cobre de 10 × 150 mm, enquanto para 4000A, que tem a mesma especificação do barramento principal, podem ser usadas três barras de cobre de 10 × 150 mm.

De acordo com a IEEE C37.20.2, a barra de distribuição precisa ser totalmente isolada, e as conexões e outras partes precisam ser envolvidas com fita isolante ou caixas de isolamento. A camada de isolamento da barra de distribuição precisa passar por testes de combustão para verificar seu desempenho retardador de chamas, bem como testes de desempenho de isolamento. Para atender aos requisitos de teste, a superfície da barra de distribuição geralmente é tratada com isolamento fluidificado de epóxi, com uma espessura fluidificada geralmente maior ou igual a 2mm.

Devido ao sistema de barra de distribuição totalmente isolado, o espaçamento aéreo e a distância de deriva do quadro de distribuição podem ser significativamente reduzidos. O espaçamento aéreo para a tensão de impulso de 95kV correspondente ao nível de tensão de 15kV geralmente é exigido para ser maior que 3 polegadas (3 × 25.4 = 76.2mm). A tensão de prova dielétrica em freqüência industrial de 36kV geralmente exige uma distância de deriva maior que 6 polegadas (6 × 25.4 = 152.4mm).

O quadro de distribuição blindado de 15/27kV geralmente tem um espaçamento entre fases de 10 polegadas, ou 254mm, independentemente do tamanho da corrente. Portanto, para uma barra de distribuição ramal de 150mm de largura, removendo a espessura da camada de isolamento de 254 - 150 - 2 - 2 = 100mm, atende totalmente aos requisitos de isolamento.

A distância entre as barras principais geralmente é de 280mm. Mesmo após remover a largura das barras e a distância ocupada pelas conexões, ainda é possível atender aos requisitos de isolamento.

Sistema de barras isoladas de 38kV. A largura do gabinete é de 42 polegadas (42 × 25.4 = 1066.8mm), com um espaçamento entre fases de 11 polegadas (11 × 25.4 = 279.4mm). A especificação da barra ramal de 3000A utiliza três barras de cobre de 10 × 100mm, e a distância líquida de isolamento a ar é de 279 - 100 - 4 = 175mm, atendendo aos requisitos da distância líquida de isolamento fluidizada. Para melhorar a capacidade de condução de corrente, o novo quadro de comutação de 38kV de norma americana adota barras tubulares, o que pode aumentar a capacidade de condução de corrente sem aumentar a distância líquida.