خانه / برق صنعتی و قدرت / آموزش برق و صنعتی / شین ( ظرفیت باردهی _ اتصالات شینه )

شین ( ظرفیت باردهی _ اتصالات شینه )

شین

در داخل تابلوهای برق جهت انشعاب گرفتن برای کلیدها و فیوزها، استفاده از کابل به خاطر مشکل بودن اتصالات، بالا بودن هزینه و زمان مونتاژ آن، مناسب نمی باشد. و بیشتر از شین برای انشعابات داخل تابلوها استفاده می گردد. همچنین از شین در پست های توزیع برق جهت ارتباط و انشعاب کلیدها به صورت هوایی یا داخل تابلو توزیع و در تاسیسات برای اتصال مصرف کننده های الکتریکی استفاده می گردد. با قرار دادن شین ها در کنارهم و به ترتیب PE، N، L3، L2، L1 میدان مغناطیسی تولید شده در هنگام کار اثر همدیگر را خنثی نموده و باعث کاهش رلوکتانس به مقدار حداقل می گردد و افت ولتاژ فقط بستگی به مقاومت اهمی شین خواهد داشت. به طوری که افت ولتاژ در هر 100 متر طول شین به کمتر 2% کاهش خواهد یافت.

ظرفیت عبور جریان شین

شین ها از جنس مس یا آلومینیوم به شکل های، تسمه ای تخت، گرد توپر، گرد توخالی (استوانه ای)، U شکل و شین های پوشیده ساخته می شوند. انتخاب نوع شین، با توجه به نیاز و شرایط نصب آن و انتخاب سطح مقطع شین، با توجه به مقدار جریان عبوری با در نظر گرفتن تمام شرایط انجام می گیرد.

جداول زیر ظرفیت بار شن شمش های مسی آلومینیومی تخت در درجه حرارت 30 درجه سانتیگراد برای حالات رنگ شده و رنگ نشده در جریان مستقیم و متناوب را نشان می دهد.

ظرفیت بار ثابت شمشهای مسی تخت در حرارت 30 درجه

ظرفیت بار ثابت شمشهای آلومینیومی تخت در حرارت 30 درجه

در انتخاب شین تابلوهای برق باید موارد زیر رعایت گردد:

1_ ظرفیت الکتریکی شینه فازها نباید از 1/5 برابر شدت جریان نامی کلید اصلی تابلو کمتر باشد.

2_ سطح مقطع شینه های خنثی و اتصال زمین نباید از نصف مقطع شینه فاز کمتر باشد.

3_ شینه های خنثی و اتصال زمین باید برای سرتاسر طول تابلو پیش بینی شود.

4_ شینه ها باید روی مقره های اتکایی چینی یا صمغ مصنوعی مناسب نصب شود.

5_ نقطه اتصال شینه ها به یکدیگر، باید قبل از اتصال کاملا تمیز شده و در صورت امکان با ک لایه نقره ای، پوشیده و سپس به وسیله پیچ و مهره و واشرهای مسی یا برنزی محکم شود تا حداکثر هدایت الکتریکی به وجود آمده و از گرم شدن جلوگیری شود.

6_ حداقل فاصله بین شینه ها باید از 10 سانتی متر بیشتر بوده و اتصال کابل ها به شینه ها، کلیدها، فیوزها و غیره باید به وسیله کابلشو انجام گیرد.

7_شینه ها باید با رنگ نسوز به ترتیب زیر رنگ آمیزی شود تا در مقابل خوردگی حفاظت شده و ضریب تشعشع افزایش یابد.

فاز اول: به رنگ قرمز

فاز دوم: به رنگ زرد

فاز سوم: به رنگ آبی

8_ ظرفیت بار شمش ها از جداول مربوطه می توان تعین کرد.

در استفاده از جداول (ظرفیت بار ثابت شمشهای آلومینیومی) نکات زیر را باید مورد توجه قرار داد:

1_ ظرفیت بار مشخص شده برای شینه هایی معتبر است که ضلع بزرگتر مقطع آن (a) در وضعیت عمودی قرار گیرد.

طرز قرار گرفتن شینه ها

2_در هریک از فازها بین دو شینه مجاور در هر فاز به اندازه ضخامت شینه مورد نظر باید فاصله داده شود.

3_ مقدار ظرفیت باردهی در حرارت های بیش از 30 درجه سانتی گراد (Ө) با استفاده ازفرمول زیر محاسبه شود.

72 003

I :جریان نامی شمش در درجه حرارت (Ө)

I30: جریان نامی شمش انتخاب شده از جدول

Ө : درجه حرارت عملیاتی

4_ شدت جریان مجاز شینه برای فرکانس های غیر از 50HZ با استفاده از فرمول زیر محاسبه می گردد.

72 001

I : جریان مجاز شینه در فرکانس f

I50: جریان مجاز در فرکانس 50 هرتز

F: فرکانس سیستم

5_ معدل افزایش حرارت در جدول برابر 30 درجه سانتی گراد خواهد بود مشروط بر آن که فاصله بین مجموع شینه های دوفاز (d) از 10 برابر قطر مجموع شینه های یکی از فازها (c) کمتر نباشد.

در صورتی که فاصله (d) کمتر از ده برابر فاصله c باشد مقادیر ظرفیت تعیین شده مطابق ضرایب زیر کاهش می یابد.

ضریب کاهش باردهی شینه در اثر کاهش فاصله آن ها

انتخاب شکل سطح مقطع شینه

شکل سطح مقطع شینه ها نه تنها بر روی استقامت پیچشی شینه موثر است، بلکه روی ظرفیت باردهی شینه نیز اثرگذار می باشد. به هنگام استفاده از شینه در جریان مستقیم، به علت عدم وجود اثر پوستی، عامل مبهم در انتخاب شکل سطح مقطع شینه، فقط تحمل حرارتی شینه در آن جریان می باشد.

در جریان متناوب، اثر پوستی عامل مهمی در افزایش مقاومت هادی می باشد. این اثر را می توان با انتخاب سطح مقطع مناسب کاهش داد، در جریان های پاین شینه تکی یا دوبل تخت با توجه به سهولت در نصب و فواصل مجاز کم، ترجیح داده می شود، و در این حالت استفاده از شینه دوبل تلفات را پایین می آورد، در جریان های بالاتر از شینه های گرد (لوله ای) و ناودانی می توان استفاده نمود. شکل زیر درصد باردهی شینه های مختلف که دارای سطح مقطع مجموع یکسان هستند باهم مقایسه شده است.

درصد باردهی شینه های مختلف (با سطح مقطع یکسان)

ظرفیت باردهی شینه های مختلف مسی و آلومینیومی در جداول با توجه به شرایط زیر مطابق استاندارد DIN به دست آمده است:

1_ هوای محیط آرام و بدون حرکت

2_ قسمت های اکسید شده هادی های لخت، دارای ضریب تشعشع 0.4 برای مس و 0.35 برای آلومینیوم هستند.

3_ هادی های رنگ شده دارای ضریب تشعشع تقریبی 0.9 می باشند.

4_ حداقل هدایت الکتریکی برای هادی های مسی E_ CUF25، E_ CUF30، E_ CUF37 برابر با 56 m/Ωmm2 و برای هادی آلومینیومی از نوع E_ ALF6/5/7، 35/4 و از نوع E_ ALF 8، 35/2 و از نوع E_ ALF 10، 34/8 متر بر اهم میلی متر مربع m/ Ωmm2 در دمای 20 ͦc در نظر گرفته شده است.

5_ دمای محیط 35 درجه و دمای هادی 65 درجه و فاصله بین دوشینه که به طور عمودی از پهنا کنارهم قرار گرفته اند برابر ضخامت شینه می باشد و لبه شینه های تخت گرد شده است.

6_ در صورت تغییر شرایط نصب و مشخصات باید ضرایب مربوطه را از منحنی یا جداول مربوطه تعیین نموده و در ظرفیت باردهی انتخاب شده از جدول ضرب شود تا ظرفیت باردهی واقعی شینه به دست آید.

ظرفیت باردهی شینه های مسی با سطح مقطع مستطیلی

مشخصات و ظرفیت شینه های مسی با سطح مقطع لوله ای شکل

ظرفیت باردهی شینه های مسی U شکل

ظرفیت باردهی شینه های آلومینیومی با سطح مقطع مستطیلی

ظرفیت باردهی شینه های آلومینیومی با سطح مقطع لوله ای شکل

مشخصات باردهی شینه های آلومینیومی U شکل

ضرایب تصحیح شین اگر شرایط واقعی شینه ها با شرایط فرض شده در جداول فراق داشته باشد. بایستی جریان خوانده شده از جداول را به صورت زیر تصحیح کرد.

IZ= In × K1× K2×K3×K4×K5

در رابطه فوق:

IZ: جریان قابل تحمل شینه در شرایط عملیاتی نصب شده

In: ظرفیت باردهی شینه از جداول مربوط به مشخصات باردهی شینه ها

K1: ضریب تصحیح جریان با توجه به تغیرات هدایت الکتریکی

پ تغییر مقدار رسانایی (هدایت الکتریکی) برای آلومینیوم از مقدار 20 تا 35 و برای مس از مقدار 40 تا 56 در منحنی زیر داده شده است که می توان K1 را با توجه به جنس هادی و مقدار هدایت الکتریکی آن به دست آورد.

ضریب تصحیح K1 باتوجه به تغییر رسانایی ماده

221 005

K2: ضریب تصحیح جریان با توجه به دمای محیط و شینه

اگر دمای محیط و شینه با مقادیر در نظر گرفته شده در جداول متفاوت باشد ضریب تصحیح از منحنی زیر به دست می آید.

ضریب تصحیح K2 برای مقادیر دمای غیر از دمای محیط

K3: ضریب تصحیح جریان با توجه به تاثیرات حرارتی ناشی از نحوه قرار گرفتن شینه ها نسبت به هم :

ضریب تصحیح K3 با توجه به اثر حرارتی، با در نظر گرفتن نحوه قرارگیری شینه ها به هنگامی که شینه ها به صورت دوبل و پهنای آن به صورت افقی قرار گرفته است به صورت زیر می باشد. (برای شینه های به عرض 200-50 میلی متر و ضخامت 10-5 میلی متر)

برای شینه های رنگ شده K3= 0.85

برای شینه های رنگ نشده K3= 0.8

لازم به ذکر است که نصب شینه ها به طور افقی، به علت تشعشع حرارتی نامناسب و خنک شدن کمتر، باعث کاهش باردهی شینه می شود.

K4: ضریب تصحیح اثر پوستی جریان با توجه به تاثیرات الکتریکی (عبور بارهای الکتریکی) با در نظر گرفتن نحوه قرارگیری شینه ها برای شینه های مسی و آلومینیومی در منحنی های 2-4 و 2-5 داده شده است.

ضریب تصحیح K4 برای تاثیر اثر پوستی هادی مسی با فاصله کم فازها

الف) مثال از نوع شکل قرار گرفتن هادی برای n=2

ب) ضریب تصحیح K4 برای ضخامت هادی s=5mm

پ) ضریب تصحیح برای ضخامت هادی s=10mm به صورت تابعی از m/Ωmm2 که b، h وa بر حسب میلی متر و n تعداد هادی ها درهر فاز می باشد.

ضریب تصحیح K4 و تاثیر اثرپوستی شینه های آلومینیومی و فاصله کم فازها

الف) ضریب تصحیح k4 برای ضخامت شینه s=5mm

ب) ضریب تصحیح k4 برای ضخامت شینه s=10mm

پ) ضریب تصحیح k4 برای ضخامت شینه s=15mm

K5: ضریب تصحیح جریان با توجه به ارتفاع نصب تابلو از سطح دریا

ضریب تصحیح K5 برای نصب شینه ها در ارتفاع بیش از 1000 متر از سطح دریا

اتصالات شینه

برای این که در محل اتصال شینه ها به همدیگر، ازدیاد حرارت نداشته باشد. مقامت شینه در محل اتصال تا حد امکان باید کوچک نگهداشته شود. با اتصال مناسب و استاندارد این کار ممکن می باشد.

جداول زیر تعداد و اندازه سوراخ های لازم بر روی شینه را برای اتصال با پیچ و مهره نشان می دهد.

طرز آماده کردن شینه های تخت برای اتصال

مثال هایی از اتصالات پیچ و مهره ای برای شینه های تخت

نمونه شینه کشی داخل تابلو برق

مثال: در یک تابلو برق جریان کل مصرفی برابر با 800 آمپر متناوب، 50HZ می باشد اندازه شینه را با توجه به شرایط عملیاتی زیر تعیین کنید؟

ضخامت شینه (10mm    (s=10mm

دمای متوسط هوا 45 درجه و حداکثر دمای شینه 75 درجه سانتیگراد

شینه ها رنگ شده و در هر فاز دو عدد شین موازی به فاصله 30mm

فاصله شینه های بین د.فاز برابر 90mm

جنس شیشه ها از مس تخت با هدایت الکتریکی 56m/ Ωmm2

ارتفاع نصب از سطح دریا 2000m

حل: جریان نامی

IN= IZ× K1× K2× K3× K4× K5

96 004

K1: مطابق منحنی (ضریب تصحیح K1) برای هادی مسی K1=1      k= 56 m/Ωmm2

K2: مطابق منحنی (ضریب تصحیح K2) برای دمای هوای 45 درجه و دمای شینه 75 درجه، K2= 0.97

K3: برای شینه رنگ شده K3= 0.85

K4: با فرض شینه 10×30 با توجه به جدول (ظرفیت بازدهی شینه ها)

A=90mm

S= 10mm

H= 30mm

B=30mm

مطابق منحنی (ضریب تصحیح K4)، پ،     0.11=K4=0.9 ، b.h/ A2=902/ 30× 30                            

K5: برای ارتفاع نصب 2000m مطابق جدول (ضریب تصحیح) K5=0.99

96 001

با توجه به جدول (ظرفیت بازدهی ) 10×30 با دو شینه موازی رنگ شده جریان 1200 آمپر را می تواند تحمل نماید. و جریان محاسبه شده قابل تحمل شینه (IZ) برابر 1088 و کمتر از 1200 می باشد. پس شینه انتخاب شده مناسب است.

 موسسه خیریه حمایت از کودکان مبتلا به سرطان

 نویسنده : آرزو رضوانی

 تاریخ انتشار :

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *




مطلب پیشنهادی

32-001-1

کنتاکتورها ( مقادیر نامی _ طرز انتخاب )

کنتاکتور الکترومغناطیسی  تعریف: کنتاکتور کلید الکترومغناطیسی می باشد که با وصل برق به بوبین آن …