פונקציות וסוגי פסים

 

פס הוא מוליך-נושא זרם המשמש בתחנות כוח, תחנות משנה ומערכות חלוקת חשמל שונות לחיבור גנרטורים, שנאים וציוד חשמלי שונים. זוהי יחידה מוליכה בסיסית חיונית במערכת חשמל, בדרך כלל בצורת פס חשמלי או פס כוח.

 

תפקידו המרכזי של פס הוא לאסוף, להפיץ ולהעביר אנרגיה חשמלית. באמצעות מערכת הפסים ניתן להשיג גישה מרכזית, חלוקה גמישה ותפוקה יציבה של מספר מקורות כוח, מה שהופך אותה למרכיב חשוב להבטחת פעולה בטוחה ושיגור יעיל של מערכת החשמל.

 

מנקודת מבט מבנית פונקציונלית, מערכת פסים כוללת בדרך כלל פסים ראשיים של ציוד ראשי, פסי חיבור לציוד, פסי זרם חילופין לשירות תחנות, פסי פסים של מערכת DC ופסים קטנים במערכות משניות. ביישומי זרם גבוה-, פסים משמשים גם כספקים חשובים של מחברי זרם גבוה ומגעי זרם גבוה.

 

 

מנקודת מבט מבנית כוללת, ניתן לחלק פסים לשלוש קטגוריות עיקריות: פסים חשופים, פסים סגורים ופסים מבודדים. צורות מבניות שונות מציגות הבדלים משמעותיים בבטיחות, כושר נשיאת זרם-, ניצול שטח ושיטות תחזוקה.

 

 

פסים חשופים מתייחסים לפסים החשופים ישירות לאוויר, מאובטחים על ידי בידוד אוויר ומבודדים תומכים. הם נמצאים בשימוש נרחב במערכות חלוקת חשמל מסורתיות.

 

1. סיווג לפי חומר

פסי נחושת בעלי מוליכות מצוינת, חוזק מכני גבוה ועמידות טובה בפני קורוזיה. צורות אופייניות כוללות פסי נחושת ופסי נחושת מוצקים. בשל העלות הגבוהה של משאבי נחושת, פסי נחושת משמשים בדרך כלל בסביבות קורוזיביות או במקומות הדורשים יכולת נשיאת זרם- גבוהה, כגון אזורי חוף או אזורי תעשייה כימיים.

 

פסי אלומיניום הם קלים, בעלות-נמוכה ובשפע משאבים. המוליכות שלהם שנייה רק ​​לנחושת, מה שהופך אותם לשימוש נרחב במערכות חלוקת חשמל פנימיות וחיצוניות. הם אחד מסוגי הנחושת הנפוצים ביותר בשימוש בפס פסים.

 

פסים מסגסוגת אלומיניום כוללים בעיקר שני סוגים: אלומיניום-סגסוגות מנגן וסגסוגות אלומיניום-מגנזיום. לראשון יש יכולת נשיאת זרם- גבוהה אך חוזק מכני נמוך יחסית, בעוד שלאחרון יש חוזק מכני גבוה אך יכולת ריתוך גרועה, מה שמגביל את טווח היישום שלו. פסי פסי פלדה בעלי חוזק מכני גבוה אך מוליכות ירודה, והם משמשים בדרך כלל רק במעגלי זרם-נמוכים, מתח- גבוהים או הארקה, כגון פסי אפיק הארקה.

 

2. סיווג לפי צורת חתך-

פסים מלבניים בחתך רוחב- משמשים בעיקר במערכות חלוקת חשמל של 35kV ומטה. הם מציעים פיזור חום טוב, אפקט עור נמוך והתקנה וחיבור פשוטים, מה שהופך אותם למבנה פס אוטובוס נפוץ במערכות מתח נמוך- ובינוני-.

 

פסי רשת בחתך עגול משמשים בעיקר במערכות חיצוניות של 110kV ומעלה-במתח גבוה. מטרתם העיקרית היא לדכא פריקת קורונה ולשפר את יציבות המערכת; הם מבנה פס אוטובוס אופייני-במתח גבוה.

 

פסים בצורת -חריץ בחתך רוחב- מתאימים ליישומי זרם- גבוהים, ומציעים חלוקת זרם אחידה וניצול מתכת גבוה, מה שהופך אותם למתאימים למערכות עם זרם עבודה רציף גבוה.

 

פסי צינור בצורת -חתך רוחב- משמשים בעיקר במערכות זרם- גבוהות במיוחד, בעלות יכולות פיזור חום טובות וחוזק מכני גבוה, מה שהופך אותן לצורה חשובה במערכות מתח זרם-שנושאות- גבוהות.

 

פסי אוטובוס גמישים תקולים מורכבים בדרך כלל מחוט אלומיניום מרובה-חוטי אלומיניום או חוטי אלומיניום עם ליבות-פלדה. מתאימים ליישומי מתח גבוה- חיצוניים, הם יכולים לספוג מתח מכני הנגרם מהתפשטות והתכווצות תרמית והם משמשים בדרך כלל לחיבורים בין גנרטורים וציוד תחנות משנה.
 

 

פסים סגורים הם מערכות פסי פס הסוגרות לחלוטין מוליכים בתוך מעטפת. הם נמצאים בשימוש נרחב במערכות גנרטורים עם קיבולת- גדולה ובצמתי הולכה והפצה חשובים של כוח, ומייצגים כיוון פיתוח חשוב עבור מערכות חשמל מודרניות.

 

1. סיווג פסים סגורים

בהתבסס על חומר המעטפת, ניתן לחלק אותם לפסי אוטובוס-מפלסטיק ולפסי אריזה-מתכתיים.

 

בהתבסס על מבנה השלב-ל-השלב, ניתן לחלק אותם לפסים סגורים לא-לשלבים-, מופרדים משלב-ופאבים-מופרדים. בין אלה, פסים סגורים-מופרדים בשלבים בעלי מעטפת מתכת עצמאית עבור כל מוליך פאזה, המציע את הבטיחות והאמינות הגבוהות ביותר.

 

2. הרכב מבני של שלב-פסים סגורים מופרדים

פסים סגורים מופרדים-בשלבים מורכבים בדרך כלל ממוליכים נושאי זרם,-מבודדים תומכים, מעטפת מגן, התקני בידוד איטום, מפרקי התפשטות וחומרי חיבור. מבני אלומיניום חלולים משמשים בדרך כלל עבור מוליכים נושאי זרם- כדי להפחית את אפקט העור; ניתן להשתמש בקירור מים כדי לשפר-יכולת נשיאת זרם בתנאי זרם גבוהים במיוחד-.

 

3. מאפיינים טכניים של שלב-פסים סגורים מופרדים

מבנים סגורים מופרדים-משלבים מפחיתים באופן משמעותי את הסיכון לקצר חשמלי-לשלב- ומשפרים את הבטיחות התפעולית. במקביל, אפקט המיגון של מעטפת המתכת מפחית מאוד שדות מגנטיים חיצוניים וייצור חום מרכיבי פלדה, ומפחית את הפסדי המערכת. מבנה זה מתאים באופן אידיאלי ליישומי Power Bar BusBar עם-הספק ו-מהימנות גבוהה.

 

החסרונות שלו כוללים צריכת חומרים ועלויות ייצור גבוהות יותר, והגבלה פוטנציאלית של כושר נשיאת זרם-אם תכנון פיזור החום אינו הולם.

 

 

פסים מבודדים מורכבים ממוליכים, שכבת בידוד אינטגרלית ומבנה מיגון. המוליכים עטופים לחלוטין בחומר מבודד, המייצגים מערכת פסים משולבת במיוחד.

 

פסים מבודדים הם בעלי מאפייני בידוד מלאים, ומרחק השלב-ל-שלב אינו מוגבל עוד על ידי רמות המתח, מה שמפחית משמעותית את שטח ההתקנה. זה הופך אותם לאידיאליים עבור תחנות משנה קומפקטיות, תחנות תת קרקעיות ומערכות מעבר רכבות.

 

שיטת החיבור המודולרית שלו הופכת את ההתקנה לגמישה יותר, ומאפשרת התאמות בהתבסס על תנאי האתר ומניעת בעיות אי אחידות נוכחיות הנגרמות ממספר כבלים מקבילים. זה מייצג כיוון פיתוח משמעותי במערכות מודרניות תלת פאזיות.
 

 

עם הפיתוח של מקורות אנרגיה חדשים, כלי רכב חשמליים, אחסון אנרגיה ומרכזי נתונים גדולים, דרישות גבוהות יותר מוטלות על-יכולת הנשיאה הנוכחית, הבטיחות והאמינות של מערכות פסי פס. בין אם מסורתיפסי נחושת חשמלייםאו פסי אוטובוס סגורים ומבודדים משולבים במיוחד, הם הפכו למרכיבי מפתח חיוניים במערכות-עם זרם גבוה.

 

מנקודת מבט של אינטגרציה של המערכת, פסים הם לא רק יחידות מוליכות אלא גם מנשאים מבניים חיוניים לחיבור ציוד, אופטימיזציה של פריסה ושיפור יעילות המערכת. יש להם ערך הנדסי שאין לו תחליף בתחומים של חיבורי זרם גבוהים- וחלוקת חשמל.