İçeriğe geç
DH CNC Busbar Machine

Bara kısa devre hesapları: Icw, Ipk ve mesnet aralığı

Yazar: David Yang • Son güncelleme:
Bir endüstriyel salonda uzun bir sıra halinde elektrik şalt panoları

“50 kA” eksiksiz bir bara spesifikasyonu değildir. Beklenen arıza seviyesine, belirtilen süreli kısa süreli dayanım anma değerine, tepe akıma veya belirli bir koruma cihazıyla birlikte kullanılan bir düzeneğin performansına işaret edebilir. Bu anlamlar, mühendislik sorusu değiştirilmeden birbirinin yerine kullanılamaz.

Yararlı bir kısa devre hesabı termal maruziyeti mekanik yüklenmeden ayırır ve her ikisini de eksiksiz düzeneğe karşı kontrol eder. Bakır kesiti önemlidir; ancak mesnet aralığı, yönlendirme, bağlantı noktaları ve düzeneğin gerçekte ne yaşadığını belirleyen koruma da aynı derecede önemlidir.

Aşağıdaki hesaplar bu ayrımları açıklar. Bunlar ön eleme örnekleridir; geçerli doğrulama yönteminin veya bir elektrik mühendisinin arıza analizinin yerini tutmaz.

Bakır kesitiyle değil, arıza analiziyle başlayın

Tasarlanan noktadaki beklenen kısa devre yükünü elde edin. Bir transformatör terminalindeki sonuç, alt akım panosundaki yükle aynı olmayabilir. Sistem analizinde tanımlanan ilgili işletme konfigürasyonlarını, paralel kaynakları ve katkıları dahil edin.

Ardından koruma cihazını, ayarlarını ve bu beklenen arıza seviyesindeki davranışını belirleyin. Bir tasarım akım sınırlamaya dayanıyorsa, üreticinin geçerli geçirilen akım bilgilerini ve doğrulanmış koordinasyon koşullarını kullanın. Bir kesicinin başlıca kesme kapasitesi, arıza sırasında her iletkenin yaşadığı akım değildir.

Bu girdiler tanımlı değilken imalat resmi yayımlanmamalıdır. Aksi halde atölye, amaçlanan elektriksel yük için hiç değerlendirilmemiş bir geometriyi doğru biçimde üretebilir.

Koruma seçimi bara koruma ve koordinasyon tartışmasıyla birlikte ele alınır. Buradaki odak, ortaya çıkan yüke dayanması gereken iletken ve mesnet düzeneğidir.

Icw ve Ipk farklı soruları yanıtlar

Anma sembollerini ve koşullarını teknik dosyada bir arada tutun.

Büyüklük Neyi tanımlar Beraberinde bulunması gereken bilgiler
Sürekli akım anma değeri Bildirilen koşullarda normal işletme akımı Sıcaklık, muhafaza, düzenleme ve kurulum koşulları
Icw Etkin değer olarak ifade edilen anma kısa süreli dayanım akımı Belirtilen süre ve düzeneğin konfigürasyonu
Ipk Anma tepe dayanım akımı Doğrulanmış mekanik konfigürasyon ve geçerli tepe yükü
Koşullu kısa devre dayanımı Belirtilen korumayla ilişkili performans Tam koruma cihazı ve koordinasyon koşulları

ABB System pro E power montaj kılavuzları, bara mesnet seçimini ve aralığını iletken konfigürasyonu ve kısa devre performansıyla ilişkilendirir. Önemli olan ilke budur: anma değeri bir düzenlemeye aittir, izole bir bakır baraya değil.

Bir pano fotoğrafı bu anma değerlerinin hiçbirini kanıtlayamaz. Malzeme sertifikası da monte edilmiş panonun kısa devre kapasitesini kanıtlayamaz.

Bir I²t karşılaştırmasının kanıtlayabileceği ve kanıtlayamayacağı şeyler

Sabit etkin değerli basitleştirilmiş bir karşılaştırmada termal maruziyet genellikle akımın karesi çarpı zaman olarak ifade edilir. İki varsayımsal yükü ele alalım:

50² × 1 = 2.500 kA²s

25² × 4 = 2.500 kA²s

Aritmetik eşittir. Bu, bir saniye için 50 kA anma değerine sahip bir düzeneğin dört saniye için 25 kA’ya otomatik olarak onaylandığı anlamına gelmez. İzin verilen değerlendirme yöntemi, iletken sıcaklık limitleri, bileşen davranışı ve zaman aralığı hâlâ önemlidir.

Zamanla değişen bir akım için ilgili ifade, akımın karesinin zaman üzerinden integralidir; basitçe uygun bir akımın tahmini bir kesme süresiyle çarpımı değildir. Akım sınırlayıcı cihazlar, geçerli üretici verilerine olan ihtiyacı daha da güçlendirir.

Mesnet kontrolünü atlamak için bir I²t karşılaştırması kullanmayın. Mekanik kuvvetler anlık akıma tepki verir ve yapıyla etkileşimleri termal enerji karşılaştırmasından farklıdır. Başlangıçtaki asimetrik tepe, süre kısa olsa bile önemli olabilir.

Kuvvet hesaplarını sertifikasyon değil, ön eleme olarak kullanın

Eşit anlık akım büyüklüğüne sahip iki idealleştirilmiş uzun, paralel iletken için temel birim uzunluk başına kuvvet ifadesi şöyledir:

q = 2 × 10⁻⁷ × i² / d

i için amper, iletken ayrımı d için metre kullanın; sonuç metre başına newton’dur. Bu idealleştirilmiş ilişki, akıma ve ayrıma duyarlılığı açıklamaya yardımcı olur. Sonlu geometriyi, faz ilişkilerini, çoklu baraları ve gerçek bir düzeneğin dinamik tepkisini hesaba katmaz.

Varsayılan 100.000 A anlık akım ve 0,10 m ayrım için:

q = 2 × 10⁻⁷ × 100.000² / 0,10 = 20.000 N/m

Amaçlanan anlık akım yerine daha küçük bir etkin değer kullanmak farklı bir soruyu yanıtlar. Bu modelde akımı iki katına çıkarmak kuvveti dörtle çarpar; ayrımı yarıya indirmek ikiye katlar.

Kuvvet sonucu tek başına güvenli bir mesnet açıklığını belirlemez. Eğilme gerilmesi, sehim, iletken yönlendirmesi, mesnet mukavemeti, sabitleme koşulları ve dinamik etkiler de değerlendirilmelidir. Copper for Busbars içindeki mekanik inceleme bu bağımlılıkları ele alır. Basit iki iletkenli bir örnek, üç fazlı bir düzeneğin sertifikasyon hesabı olarak sunulmamalıdır.

Mesnet aralığını referans düzeneğe uydurun

Bir montaj sistemi doğrulanmış konfigürasyonlar sağlıyorsa tam referansı belirleyin: iletken boyutu ve sayısı, faz aralığı, bara yönlendirmesi, mesnet tipi, maksimum açıklık, montaj yapısı ve bağlantılar. Bu referansın kullanılabileceği koşulları doğrulayın.

Küçük görünen değişiklikler önemli olabilir. Dikdörtgen bir barayı döndürmek, yük yönündeki eğilme rijitliğini değiştirir. Bara eklemek, akım paylaşımını ve mesnet düzenini değiştirebilir. Bir konsolu kaydırmak, hattın geri kalanı değişmese bile bir terminalde daha uzun desteksiz açıklık oluşturabilir.

Bir tedarikçi resminden tek bir aralık değeri alıp her panoya uygulamayın. Boyutlar yalnızca ilişkili konfigürasyon ve anma değeriyle anlamlıdır. Tasarım bu düzenlemeden ayrılıyorsa, düzeneği tasarlayan kişi izin verilen doğrulama yolunu seçmeli ve sonucu belgelemelidir.

Daha geniş kapsamlı IEC 61439 imalat kılavuzu, alçak gerilim düzenekleri için uygunluk bağlamını sağlar. Bir atölye kontrolünü tasarım doğrulamasına dönüştürmez.

İmalatı yayımlamadan önce kanıtları dondurun

Bir kısa devre yayımlama paketi, onaylanmış elektriksel yükü üretimin denetleyebileceği ölçülere bağlamalıdır. Referans tasarımı veya değerlendirmeyi, kontrol edilen resimleri, mesnet parça numaralarını, delik konumlarını, sabitleme talimatlarını ve ikame kısıtlamalarını ekleyin.

İmalat sırasında bu özellikleri resme göre doğrulayın. Geometri ve kimlik için bitmiş bara muayene kontrollerini ve mesnetler ile montaj için düzenek muayene planını kullanın. Ekipman kapatılmadan önce sapmaları kaydedin.

Bir şalt pano imalat projesini konuşurken sistem arıza analizinin, düzenek doğrulamasının, bileşen imalatının ve nihai yayımlamanın kime ait olduğunu tanımlayın. Hassas bir delme makinesi belirtilen delik düzenini birebir üretebilir; ancak bu düzenin yeterli kısa devre desteği sağlayıp sağlamadığına karar veremez.

Nihai karar izlenebilir olmalıdır: bu yük, bu korumayla, tam olarak bu düzenek için bu kanıtlarla desteklenmektedir. Bu, bir teklifteki açıklamasız bir kA değerinden çok daha yararlıdır.

Sık sorulan sorular

Bakır kalınlığını artırmak kısa devre dayanımını kanıtlar mı?

Hayır. Kalınlık bazı termal ve mekanik özellikleri etkiler; ancak eksiksiz konfigürasyon bara yönlendirmesini, faz aralığını, mesnetleri, bağlantı noktalarını, kısıtlamaları ve korumayı da içerir. Değiştirilen düzeneği doğrulayın; daha büyük bir baranın anma değerini koruduğunu varsaymayın.

Ipk'yi her zaman Icw'nin karekök iki ile çarpımı olarak hesaplayabilir miyim?

Hayır. Bu ilişki simetrik bir sinüs dalgasının tepesini tanımlar. İlgili tepe yükünü belirlerken arıza asimetrisi ile geçerli anma değeri veya hesap yöntemi dikkate alınmalıdır.

1 saniyelik bir anma değeri I²t kullanılarak daha uzun herhangi bir süreye dönüştürülebilir mi?

İzin verilen yöntem ve sınırları doğrulanmadan hayır. Matematiksel I²t eşitliği tek başına eşdeğer düzenek performansı, sıcaklık limitleri, mekanik davranış veya koruma koordinasyonu sağlamaz.

Değiştirilen bir mesnet delik düzeni gözden geçirilmeli mi?

Evet. Montaj deliklerini taşımak veya mesnet konsollarını değiştirmek açıklığı, yük yolunu ve rijitliği değiştirebilir. Düzenekten sorumlu tasarımcı, değiştirilen düzenlemenin doğrulamasının kapsamında kaldığını onaylamalıdır.

Uygulama mühendisiyle görüşün