Токовые нагрузки медных шин

Пропускная способность медного тока — это максимальный ток, который медная шина или проводник может непрерывно нести без превышения допустимого повышения температуры. Это значение в щитах низкого напряжения; Он зависит от сечения шины, состояния поверхности, количества используемых шин на фазе, температуры окружающей среды и направления установки . Эталонное условие обычно составляет 35 °C окружающей среды и 65 °C бар.

Описание

Что такое медная шина и почему она предпочтительна?

Медная шина — это проводник с прямоугольным сечением, который позволяет распределять энергию от основной входной точки к выходам внутри щита. Причина использования шины вместо кабеля заключается в том, что она обеспечивает более компактное, низкое сопротивление и более механически стабильное распределение при высоких токах. Высокая проводимость меди, хорошая механическая прочность против короткого замыкания и низкое сопротивление контакту в точках соединения делают её стандартным решением для щитов низкого и среднего напряжения.
Удельное сопротивление (20 °C) 0,0178 Ω·мм²/м
Плотность8,89 г/см³
Температура плавления1083 °C
Класс материалаE-Cu / Cu-ETP
Факторы

Факторы, влияющие на текущую несущую способность

Ток, который может передавать шина, зависит не только от её сечения. То, насколько быстро шина может рассеивать тепло, которое она производит, в окружающую среду, имеет решающее значение.
01

Состояние поверхности

Тёмная и матовая окрашенная поверхность увеличивает отбрасывание тепла за счёт излучения и увеличивает ёмкость примерно на 15%.
02

Количество и расстояние шин

Соседние шины согревают друг друга; Усиление нелинейно из-за близости и поверхностного эффекта.
03

Температура окружающей среды

По мере повышения температуры внутри щита допустимая разница температур сужается, а переносимый ток уменьшается.
04

Ориентация крепления и вентиляция

Вертикальное крепление усиливает конвекцию; Пропускная способность снижается в закрытых помещениях без вентиляции.
Таблица 1

Таблица пропускной способности тока медной шины

Ниже приведены приблизительные эталонные значения для одной шины на фазу, вертикального монтажа, переменного тока 50 Гц, температуры окружающей среды 35 °C и температуры шины 65 °C . Значения сопротивления: сопротивление постоянного тока 20 °C.
Вы можете увидеть все столбцы, проведя таблицу в сторону.
Таблица сечения, веса, сопротивления и пропускной способности тока по размерам медной шины
Шина (мм)Поперечное сечение (мм²)Вес (кг/м)Сопротивление (мкОм/м)Голая (A)Расписанная (A)
12×2240,21742123140
15×2300,27593145165
15×3450,40396180205
20×2400,36445182210
20×3600,53297226260
20×51000,89178313360
25×3750,67237274315
25×51251,11142371425
30×3900,80198321370
30×51501,33119428490
40×31201,07148414475
40×52001,7889,0541620
40×104003,5644,5848975
50×52502,2271,2651750
50×105004,4535,610001150
60×53002,6759,3761875
60×106005,3329,711501325
80×54003,5644,59791125
80×108007,1122,314501665
100×55004,4535,611901370
100×1010008,8917,817402000
120×10120010,6714,820202325
Таблица 2

Коэффициенты коррекции

Значение из таблицы 1 используется путем умножения на следующие коэффициенты в соответствии с реальными условиями проекта. Коэффициенты умножаются друг на друга.
Коэффициенты коррекции тока на медной шине
ФакторСтатусКоэффициент
Состояние поверхностиГолая (яркая) медь1.00
Состояние поверхностиТёмная окрашенная медь1.15
Шина на фазу1 шина1.00
Шина на фазу2 шина1.80
Шина на фазу3 шина2.45
Шина на фазу4 шина3.00
Температура окружающей среды25 °C1.10
Температура окружающей среды30 °C1.05
Температура окружающей среды35 °C (ссылка)1.00
Температура окружающей среды40 °C0,94
Температура окружающей среды45 °C0,88
Температура окружающей среды50 °C0,81
Направление монтажаВертикальное (поверхность шины вертикальна)1,00
Направление монтажаГоризонтальное0,95
Я разрешаю = Iтаблицу × k поверхности × kшины × kтемпературы × kПример: шина 40×10 мм, покрашенная, по 2 элемента на фазу, 40 °C, вертикальное крепление → 848 × 1,15 × 1,80 × 0,94 × 1,00 ≈ 1650 A

Для справки приведены таблицные значения

Выбор шины основан не только на непрерывном токе. Короткое замыкание теплового и динамического сопротивления, расстояния между шинами, расстояние между изоляторами, крутящий момент соединения и повышение температуры внутри щита Это необходимо дополнительно проверить согласно IEC 61439. Devpan выполняет расчёт шин и проверку типов ваших щитов на уровне проекта. Свяжитесь с нами для расчёта шин
Применение

Шаги выбора шины

  1. Определите непрерывный рабочий поток. Наблюдайте номинальный ток и коэффициент одновременности основного входного выключателя.
  2. Определите условия окружающей среды. Уточните температуру внутри щита, направление установки, состояние вентиляции и обработку поверхности.
  3. Выберите срез кандидата из таблицы. Скорректируйте значение Таблицы 1 с коэффициентами Таблицы 2 и сравните его с рабочим потоком.
  4. Проверьте сопротивление короткому замыканию. Рассчитайте тепловое и динамическое напряжение для ожидаемого тока и длительности короткого замыкания.
  5. Рассчитайте расстояние между головкой грифа и изолятором. Соответственно определяется расстояние между опорами шины против сил короткого замыкания.
  6. Планируйте точки опоры. Расположение отверстий, поверхность контакта и крутящий момент затягивания так же важны, как и поперечное сечение.
Внимание

Распространённые ошибки

  • Прямое использование значений таблицы без коррекции температуры окружающей среды.
  • При условии, что две шины на фазу удвоят пропускную способность.
  • Соединительные отверстия не учитывают эффективные потери поперечного сечения.
  • Выбор нейтральной шины меньше фазовой шины при гармонических нагрузках.
  • Отсутствие применения или периодической проверки крутящих моментов соединения.
  • Определение расстояния между опорами шин по глазу, а не по силам короткого замыкания.
Краткое содержание
  • Материал: E-Cu электролитическая медь, чистота не менее 99,9%
  • Сопротивление: 0,0178 Ω·мм²/м (20 °C)
  • Эталонное состояние: 35°C окружающей среды, температура шины 65°C, вертикальное крепление, голая поверхность
  • Раскрашенная шина: Ёмкость увеличивается примерно на 15% при использовании тёмной матовой краски
  • Мультишина: 1,80 ≈ 2 шины, 2,45 ≈ 3 полоски (не двойной)
  • Пример: Голая медная шина диаметром 40×10 мм несёт примерно 848 А при эталонном состоянии.
Часто задаваемые вопросы

Часто задаваемые вопросы о пропускной способности медного тока

Что такое токовая нагрузочная способность медной шины?

Пропускная способность медного тока — это максимальный ток, который медная шина или проводник может непрерывно передавать, не превышая допустимого повышения температуры. Эталонное условие для размещения щитов обычно составляет 35 °C окружающей среды и 65 °C бар.

Как выбрать сечение медной шины?

Сначала определяется непрерывный рабочий поток установки, затем таблица; Состояние поверхности корректируется шинами по фазе, температурой окружающей среды и коэффициентами направления установки. Обнаруженное значение должно быть равным или превышать рабочий поток. Кроме того, дополнительно проверяется сопротивление короткому замыканию.

Почему окрашенная медная шина проводит больше тока?

Тёмная матовая краска увеличивает коэффициент поверхностного излучения шины и позволяет теплу быстрее рассеиваться в окружающую среду. Таким образом, примерно на 15 процентов большего тока можно провести в том же сечении.

Удвоится ли токовая нагрузка при двух шинах рядом?

Шины, расположенные рядом друг с другом, нагреваются друг с другом, и распределение тока нарушается поверхностным эффектом. Для двух шин ёмкость увеличивается примерно в 1,8 раза, а для трёх шин — примерно в 2,45 раза.

Что происходит, когда температура окружающей среды повышается?

По мере повышения температуры внутри щита способность шины рассеивать тепло в окружающую среду уменьшается, а ток, который может передаваться, уменьшается. В условиях 50 °C пропускная способность уменьшается примерно до 81 процента от эталонного значения 35 °C.

Что выбрать: медную или алюминиевую шину?

Медь обладает более высокой проводимостью, чем алюминий; Около 35-40 процентов меньшего сечения достаточно для того же тока. Алюминий, напротив, легче и обычно дешевле. Ограничение пространства и надёжность соединения делают медь выделяемой, а вес и стоимость — алюминий.

Снижает ли сверление отверстий токовую нагрузку шины?

Да. Соединительные отверстия уменьшают эффективное сечение шины, и концентрация тока происходит вокруг отверстия. Отверстия следует держать как можно меньше и не сверлить рядами, перпендикулярными направлению течения.

На что обращать внимание при подключении шин?

Контактные поверхности должны быть чистыми и ровными, затягиваться с соответствующим крутящим моментом, а также использовать соответствующую прокладку между различными металлами. Рыхлые или окисленные соединения являются самой частой причиной локального нагрева; Рекомендуется периодическое управление с помощью тепловизора.