বাসবার তাপমাত্রা বৃদ্ধি গণনা: সূত্র, উদাহরণ, IEC এবং UL সীমা

একটি নিয়মিত তাপমাত্রা বৃদ্ধি পরীক্ষার সময়, একটি 2000 A সুইচবোর্ড ব্যর্থ হয়েছিল কারণ এর প্রধান বাসবার পরিবেষ্টনের উপরে 112 K - সীমার উপরে 7 K পৌঁছেছে। কন্ডাক্টরের আকার আগের ডিজাইন থেকে অনুলিপি করা হয়েছে যা শীতল ছিল। পার্থক্য লোড ছিল না; এটি ঘের বায়ুচলাচল, উপাদান পছন্দ, এবং কন্ডাকটর আকৃতি দ্বারা সেট করা তাপ ভারসাম্য ছিল।

তাপমাত্রা বৃদ্ধি একটি বাসবারের ক্রমাগত রেটিং, এর নিরোধকের জীবন এবং বোল্ট করা জয়েন্টগুলির নিরাপত্তা নিয়ন্ত্রণ করে। এই নিবন্ধটি তাপের ভারসাম্য থেকে বাসবার তাপমাত্রা বৃদ্ধির হিসাব ব্যাখ্যা করে, একটি 2000 এ ডিজাইনের উদাহরণ দেখায় এবং আইইসি 61439-1 এবং ইউএল 891-এ সীমা সংক্ষিপ্ত করে।

স্টেডি-স্টেট হিট ব্যালেন্স দিয়ে শুরু করুন

স্থির অবস্থায়, একটি বাসবার একটি স্থিতিশীল তাপমাত্রায় পৌঁছায় যখন তার নিজস্ব প্রতিরোধের দ্বারা উত্পন্ন তাপ আশেপাশে প্রত্যাখ্যাত তাপের সমান হয়। সংক্ষেপে: একটি বাসবারের কোনো একক নির্দিষ্ট রেটিং নেই; এটির তাপমাত্রা বৃদ্ধির বক্ররেখা রয়েছে যা শীতল পরিবেশের সাথে পরিবর্তিত হয়।

উৎপন্ন তাপ হল জুল হিটিং: Q_gen = I² × R_ac .

পরিচলন এবং বিকিরণ দ্বারা প্রত্যাখ্যাত তাপ পাতা: Q_diss = h × S × ΔT ε × σ × S × (T _s ⁴ - টি _a ⁴ ) .

ডিজাইনের কাজের জন্য, উভয় ক্ষতির পথগুলিকে একটি সমতুল্য সহগ h এ একত্রিত করা হয়, প্রদান করে:

ΔT = (I² × R_ac) / (h × S)

কোথায়:

I - আরএমএস কারেন্ট (A)
R_ac - অপারেটিং তাপমাত্রায় এসি প্রতিরোধের (Ω)
h - সম্মিলিত পরিচলন এবং বিকিরণ সহগ (W/m²·K)
S - কার্যকরী শীতল পৃষ্ঠ এলাকা (m²)
ΔT - পরিবেষ্টনের উপরে তাপমাত্রা বৃদ্ধি (K)

সম্পর্ক দ্বিগুণ: যদি বর্তমান দ্বিগুণ হয়, ক্ষতি চারগুণ হয়। একটি বার যা 800 A-তে ঠান্ডা থাকে একই কিউবিকেলে 1250 A-তে অতিরিক্ত গরম হতে পারে।

একটি 160 × 10 মিমি তামা বারের জন্য তাপমাত্রা বৃদ্ধি বনাম বর্তমান

ব্যবহারিক সাইজিং সূত্র

দ্রুত অনুমানের জন্য, প্রকৌশলীরা তাপের ভারসাম্যকে প্রশস্ততা আকারে পুনর্বিন্যাস করেন:

I = K × √(A × ΔT)

যেখানে A হল mm²-এ ক্রস-সেকশন, ΔT হল K-তে অনুমোদনযোগ্য বৃদ্ধি, এবং K হল একটি পরীক্ষামূলক ধ্রুবক যা প্রতিরোধ ক্ষমতা, পৃষ্ঠের সমাপ্তি এবং বায়ুচলাচলকে একত্রিত করে। ন্যূনতম বিভাগ হল:

A = I² / (K² × ΔT)

I = K·√(A·ΔT) এর জন্য অভিজ্ঞতামূলক K মানগুলি mm² তে A এবং K তে ΔT। নিম্নতর মানগুলি দুর্বল বায়ুচলাচল সমাবেশগুলির জন্য উপযুক্ত।
ব্যবস্থা	তামা (K)	অ্যালুমিনিয়াম (কে)
মুক্ত বাতাসে একক বার	11-13	৮.৫-১০
একটি বায়ুচলাচল ঘের মধ্যে বার	9-11	7-8.5
একটি সিল বা unventilated ঘের মধ্যে বার	7-9	5.5-7

এই ধ্রুবকগুলিকে একটি সূচনা বিন্দু হিসাবে বিবেচনা করুন। একটি চূড়ান্ত নকশা গণনা বা টাইপ পরীক্ষা দ্বারা যাচাই করা আবশ্যক, বিশেষ করে কমপ্যাক্ট সমাবেশে।

কাজের উদাহরণ: 2000 একটি কপার বাসবার

একটি 2000 A LV ডিস্ট্রিবিউশন বোর্ড বাসবারের আকার একটি বায়ুচলাচল ঘেরের ভিতরে 40 K এর অনুমোদনযোগ্য বৃদ্ধি সহ।

ধাপ 1 - উপাদান ধ্রুবক নির্বাচন করুন

একটি বায়ুচলাচল ঘেরে তামার জন্য, K = 8.5 (মধ্য-পরিসর) নিন।

ধাপ 2 - ন্যূনতম ক্রস-সেকশন গণনা করুন

A = 2000² / (8.5² × 40) = 4,000,000 / 2890 = 1384 mm²

ধাপ 3 - একটি স্ট্যান্ডার্ড বার চয়ন করুন

একটি 160 × 10 মিমি বার 1600 মিমি² দেয়, ন্যূনতম থেকে প্রায় 16% বেশি। একটি 125 × 12 মিমি বার (1500 mm²) অনেক প্যানেল লেআউটে ফিট করে।

ধাপ 4 - ফলে তাপমাত্রা বৃদ্ধি যাচাই করুন

ΔT = (2000 / 8.5)² / 1600 = 34.6 K , 40 K সীমার নিচে। 2400 A-তে একই বার 49.8 K-তে বেড়ে যায় - সীমা ছাড়িয়ে। বর্তমানের শেষ 20% তাপমাত্রার বৃদ্ধি প্রায় 44% বেশি করে।

কপার বনাম অ্যালুমিনিয়াম: গণনায় কী পরিবর্তন হয়

উপাদান পছন্দ K এবং সেইজন্য শারীরিক বিভাগ পরিবর্তন করে। অ্যালুমিনিয়ামের তামার তুলনায় প্রায় 64% বেশি প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে, তাই একই স্রোত এবং উত্থানের জন্য এটির প্রায় 1.6 থেকে 1.7 গুণ ক্রস-সেকশন প্রয়োজন। বিনিময়ে এটির ওজন প্রায় 70% কম, যা সমর্থন লোড হ্রাস করে এবং দীর্ঘ রানে বৃহত্তর বিভাগের মূল্য অফসেট করতে পারে।

একই বর্তমান এবং তাপমাত্রা বৃদ্ধির জন্য উপাদান তুলনা। অ্যালুমিনিয়াম ওজন সাশ্রয় করে কিন্তু বড় অংশ এবং সতর্ক যৌথ প্রস্তুতি প্রয়োজন।
সম্পত্তি	তামা	অ্যালুমিনিয়াম
20 °C (Ω·mm²/m) এ প্রতিরোধ ক্ষমতা	0.0172	0.0282
তাপমাত্রা সহগ (1/কে)	0.00393	0.00403
একই ক্রস-সেকশনে আপেক্ষিক প্রশস্ততা	1.00	~0.78
একই প্রশস্ততার জন্য ক্রস-সেকশন প্রয়োজন	ভিত্তিরেখা	~1.6x
একই ampacity জন্য ওজন	ভিত্তিরেখা	~50% কম

2000 A, 40 K উদাহরণের জন্য, অ্যালুমিনিয়ামের জন্য প্রায় 2367 mm² প্রয়োজন, সাধারণত প্রতি ফেজে দুটি 100 × 12 মিমি বার। অ্যালুমিনিয়াম জয়েন্টগুলিরও যত্নশীল পৃষ্ঠের প্রস্তুতির প্রয়োজন কারণ পৃষ্ঠের অক্সাইড ফিল্ম যোগাযোগ প্রতিরোধের যোগ করে এবং হট স্পট তৈরি করে।

40 K বৃদ্ধিতে 2000 A এর জন্য প্রয়োজনীয় ক্রস-সেকশন

Magnesium-Aluminum Alloy Tubular Busbar for High-Voltage Stations

উচ্চ-ভোল্টেজ স্টেশনগুলির জন্য ম্যাগনেসিয়াম-অ্যালুমিনিয়াম খাদ টিউবুলার বাসবার এই টিউবুলার বাসবার লাইনটি 1000 kV পর্যন্ত একাধিক অ্যালয় এবং ভোল্টেজ ক্লাস কভার করে, উচ্চ-কারেন্ট আউটডোর সাবস্টেশনের জন্য কন্ডাক্টর আকার দেওয়ার সময় এটি একটি ব্যবহারিক পছন্দ করে তোলে যেখানে তাপ সীমা এবং যান্ত্রিক শক্তি উভয়ই গুরুত্বপূর্ণ। পণ্য দেখুন →

অ্যালুমিনিয়াম বহিরঙ্গন সাবস্টেশনগুলিতে টিউব কন্ডাকটর হিসাবেও সাধারণ। তাপীয় যুক্তি একই, কিন্তু একটি টিউবের প্রতি ইউনিট ক্রস-সেকশনে ফ্ল্যাট বারের তুলনায় কম শীতল পৃষ্ঠ থাকে, তাই ডান অ্যালুমিনিয়াম খাদ টিউবুলার বাসবার নির্বাচন করা অনুমোদিত তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে শুরু হয় এবং তারপর যান্ত্রিক শক্তি বিবেচনা করে।

ত্বকের প্রভাব এবং দণ্ডের আকার

50/60 Hz এ, AC রেজিস্ট্যান্স ডিসি রেজিস্ট্যান্সকে ছাড়িয়ে যায় কারণ বর্তমান ভিড় পৃষ্ঠের দিকে। একটি চওড়া পাতলা বার যেমন 160 × 10 মিমি একই বিভাগের একটি 50 × 32 মিমি বারের তুলনায় এসি-টু-ডিসি অনুপাত ভালো, কারণ শীতল পৃষ্ঠের কাছাকাছি আরও উপাদান থাকে।

যেখানে সম্ভব প্রস্থ-থেকে-বেধের অনুপাত 10:1-এর উপরে রাখুন। প্রতি ফেজ একাধিক বার জন্য, তাদের অন্তত একটি দণ্ড বেধ দ্বারা স্থান যাতে প্রতিটি পৃষ্ঠ তাপ অপচয় করতে পারে.

পরিবেষ্টিত তাপমাত্রা, ঘের, এবং ডিরেটিং

তাপমাত্রা বৃদ্ধি একটি পার্থক্য, যখন নিরোধক এবং সরঞ্জাম রেটিং পরম তাপমাত্রা। একটি 40 K বৃদ্ধি 35 °C পরিবেষ্টনে নিরাপদ কিন্তু 45 °C পরিবেষ্টনে অগ্রহণযোগ্য। সর্বদা অনুমোদিত বৃদ্ধিকে পরম পরিবাহী তাপমাত্রায় রূপান্তর করুন: T = T_পরিবেশ ΔT .

আনুমানিক ডিরেটিং ফ্যাক্টরগুলি ফ্রি-এয়ার রেটিংগুলিতে প্রয়োগ করা হয়। প্রাসঙ্গিক ফ্যাক্টর দ্বারা মুক্ত-বায়ু প্রশস্ততা গুণ করুন।
অবস্থা	ডিরেটিং ফ্যাক্টর
বায়ুচলাচল ঘের	০.৮৫-০.৯২
সিল (বাতাসহীন) ঘের	0.70-0.80
পরিবেষ্টিত 35 °C এর পরিবর্তে 40 °C	০.৯৩-০.৯৮
উচ্চতা 2000 মি	~0.95

এনক্লোজার ডিজাইন কন্ডাক্টর ক্যালকুলেশনের চেয়ে বেশি ব্যর্থতার কারণ। একটি সিল করা IP54 কিউবিকল মুক্ত বাতাসের তুলনায় রেটিং 20-30% কমাতে পারে কারণ পরিচলন প্রায় অদৃশ্য হয়ে যায়।

পরিচলন - 70%
বিকিরণ - 22%
সমর্থন - 8%

Fully Enclosed Power Busway with High Current Rating

উচ্চ বর্তমান রেটিং সহ সম্পূর্ণরূপে বন্ধ পাওয়ার বাসওয়ে প্রদত্ত যে ঘের নকশা 20-30% দ্বারা পরিচ্ছন্নতা হ্রাস করতে পারে, এই কারখানা-নির্মিত বাসওয়ে একটি পরীক্ষিত তাপমাত্রা বৃদ্ধি এবং 6300 A পর্যন্ত রেটিং প্রদান করে, IP54 বা সিল করা পরিবেশে ইনস্টলেশনের জন্য অনুমানকে সরিয়ে দেয়। পণ্য দেখুন →

একটি পরিচিত ঘের এবং পরীক্ষিত তাপমাত্রা বৃদ্ধি সহ একটি কারখানা-নির্মিত বাসওয়ে এই অনুমানের অনেকটাই সরিয়ে দেয়; এর ক্যাটালগ রেটিং ইতিমধ্যে একটি সংজ্ঞায়িত তাপ পরীক্ষা প্রতিফলিত করে।

মান এবং মঞ্জুরিযোগ্য তাপমাত্রা-বৃদ্ধির সীমা

বেশিরভাগ সুইচগিয়ারের স্পেসিফিকেশন আইইসি 61439-1 বা UL 891 উদ্ধৃত করে। উভয়ই একত্রিত পণ্যের তাপমাত্রা বৃদ্ধি যাচাই করে, খালি কন্ডাকটরে নয়। নীচের মানগুলি সাধারণত ব্যবহৃত সীমা; স্ট্যান্ডার্ডের চুক্তি সংস্করণ অগ্রাধিকার নেয়।

অভ্যন্তরীণ বাসবার সিস্টেমের জন্য সাধারণত উল্লেখ করা তাপমাত্রা-বৃদ্ধির সীমা। প্রকল্প মান বিরুদ্ধে যাচাই.
স্ট্যান্ডার্ড	কম্পোনেন্ট	সাধারণ সীমা
আইইসি 61439-1	বাহ্যিক কন্ডাক্টরের জন্য টার্মিনাল	70 কে
আইইসি 61439-1	খালি তামা অভ্যন্তরীণ সংযোগ	105 কে
আইইসি 61439-1	বেয়ার অ্যালুমিনিয়াম অভ্যন্তরীণ সংযোগ	90 কে
UL 891	একটি সুইচবোর্ডে প্রধান বাসবার	65 কে

যখন কন্ডাকটরকে উত্তাপ করা হয়, তখন বৃদ্ধির সীমা কমে যায় কারণ নিরোধক উপাদানের সর্বোচ্চ একটানা অপারেটিং তাপমাত্রা থাকে। চেকটি তখন কন্ডাক্টর-ইনসুলেশন ইন্টারফেসে হট স্পটকে লক্ষ্য করে এবং নিরোধক বেধ তাপ প্রতিরোধের অংশ হয়ে যায়।

Epoxy Resin Cast Tubular Busbar with Integrated Insulation

Epoxy রজন সমন্বিত নিরোধক সঙ্গে নলাকার বাসবার নিক্ষেপ এই পণ্যের এক-শট ঢালাই নিরোধক এবং কন্ডাক্টর-ইনসুলেশন ইন্টারফেসে হটস্পট ঠিকানা; এর দীর্ঘ-জীবন, শিখা-প্রতিরোধী কাঠামো অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য উপযুক্ত যেখানে ক্রমাগত পরিবাহী তাপমাত্রা এবং পৃষ্ঠের তাপমাত্রা উভয়ই যাচাইকরণের প্রয়োজন। পণ্য দেখুন →

সম্পূর্ণভাবে উত্তাপযুক্ত টিউবুলার বাসবার তাই দুটি পরীক্ষা প্রয়োজন: কন্ডাক্টরের তাপমাত্রা এবং বাইরের পৃষ্ঠের তাপমাত্রা। শর্ট-সার্কিট অবস্থার জন্য, এই ক্রমাগত গণনা প্রযোজ্য নয় - পরিবর্তে ফল্ট সহ্য করার জন্য adiabatic সমীকরণ ব্যবহার করুন।

এড়ানোর জন্য সাধারণ গণনা ভুল

এসি রেজিস্ট্যান্সের পরিবর্তে ডিসি রেজিস্ট্যান্স ব্যবহার করা - স্কিন এবং প্রক্সিমিটি ইফেক্ট বড় বারে 10-30% ক্ষতি যোগ করে।
একটি আবদ্ধ বাসবারে ফ্রি-এয়ার রেটিং প্রয়োগ করা - একটি সিল করা ঘের রেটিং 20-30% কমিয়ে দেয়।
পরিবেষ্টিত ভিত্তি উপেক্ষা - 35 ডিগ্রি সেলসিয়াসে 90 কে-এর বৃদ্ধি ঠিক আছে কিন্তু 50 ডিগ্রি সেলসিয়াসে অনেক নিরোধক সীমা অতিক্রম করে।
হারমোনিক্স ভুলে যাওয়া - ট্রিপলেন হারমোনিক্স আরএমএস কারেন্ট এবং হিটিংকে মৌলিক মূল্যের বাইরে বাড়ায়।
কন্টিনজেন্সি লোডের পরিবর্তে নামমাত্র লোডে সাইজ করা হচ্ছে - সর্বদা সর্বোচ্চ বিশ্বাসযোগ্য অপারেটিং কারেন্ট পরীক্ষা করুন।
জয়েন্ট এবং সমাপ্তি অবহেলা - একটি দুর্বল বোল্টেড জয়েন্ট প্রধান কন্ডাক্টরের আগে ব্যর্থ হয়।

প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী

আপনি কিভাবে একটি বাসবারের তাপমাত্রা বৃদ্ধি গণনা করবেন?

ব্যবহার করুন ΔT = (I/K)²/A বা তাপের ভারসাম্য ΔT = I²R/(hS) , তারপর কম্পোনেন্টের জন্য প্রযোজ্য মান সীমার সাথে ফলাফলের তুলনা করুন।

একটি বাসবারের জন্য অনুমোদিত তাপমাত্রা বৃদ্ধি কি?

IEC 61439-1 সাধারনত খালি তামার অভ্যন্তরীণ সংযোগের জন্য 105 K এর অনুমতি দেয়; UL 891 65 K-এ সুইচবোর্ড বাসবারগুলির জন্য কঠোর। এর পরিবর্তে উত্তাপ কন্ডাক্টরগুলি নিরোধক তাপমাত্রা শ্রেণী অনুসরণ করে।

অ্যালুমিনিয়াম কি একই স্রোতে তামার চেয়ে বেশি গরম হয়?

একই ক্রস-সেকশন এবং কারেন্ট সহ, হ্যাঁ। অ্যালুমিনিয়ামের প্রায় 1.6 গুণ তামার ক্রস-সেকশনের প্রয়োজন একই স্থির-স্থিতি তাপমাত্রা বৃদ্ধি পেতে।

কি পরিবেষ্টিত তাপমাত্রা গণনা ব্যবহার করা উচিত?

ব্যবহার করুন the maximum specified ambient, usually 35 °C or 40 °C. The conductor temperature equals ambient plus the calculated rise, and both must stay within the material or insulation limit.

বাসবার তাপমাত্রা বৃদ্ধির হিসাব একাডেমিক নয়। এটি একটি সুইচবোর্ড তার টাইপ পরীক্ষায় উত্তীর্ণ হয় কিনা, একটি বাসওয়ে একটি গরম বিকেলে তার নেমপ্লেট কারেন্ট বহন করে কিনা, এবং নিরোধক সময়ের আগে বয়স্ক হয় কিনা তা নির্ধারণ করে। সর্বোচ্চ বিশ্বাসযোগ্য স্রোতে গণনা করুন, একটি বাস্তবসম্মত ঘের ডিরেটিং প্রয়োগ করুন এবং এমন একটি কন্ডাক্টর চয়ন করুন যার উপাদান এবং ক্রস-সেকশন তাপীয় পরিবেশের সাথে মেলে।

যখন অ্যাপ্লিকেশনটিতে উচ্চ স্রোত বা সীমিত স্থান জড়িত থাকে, তখন টাইপ-পরীক্ষিত বাসবার এবং বাসওয়ে পণ্যগুলির একটি প্রস্তুতকারক হার্ডওয়্যার এবং সমর্থনকারী তাপীয় ডকুমেন্টেশন উভয়ই সরবরাহ করতে পারে৷