नई ऊर्जा विद्युत प्रणालियों में ग्राउंडिंग कॉपर बसबार फिक्सिंग स्पेसिंग के लिए डिजाइन अनिवार्यताओं और इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों का विश्लेषण

नई ऊर्जा, पावर इलेक्ट्रॉनिक्स और औद्योगिक बिजली वितरण प्रणालियों में, ग्राउंडिंग कॉपर बसबार महत्वपूर्ण प्रवाहकीय घटकों के रूप में काम करते हैं जो सुरक्षित उपकरण संचालन सुनिश्चित करते हैं; वे दोष धारा अपव्यय, समविभव संबंध और विद्युत चुम्बकीय संगतता अनुकूलन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

 

जैसे-जैसे ऊर्जा भंडारण प्रणालियाँ, फोटोवोल्टिक और पवन ऊर्जा उत्पादन, और नए ऊर्जा उपकरण उच्च शक्ति और वोल्टेज स्तरों की ओर विकसित होते हैं, ग्राउंडिंग सिस्टम को न केवल बुनियादी चालकता आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए, बल्कि यांत्रिक स्थिरता, थर्मल विश्वसनीयता और दीर्घकालिक ऑपरेटिंग वातावरण के लिए अनुकूलन क्षमता की भी मांग करनी चाहिए।

 

ग्राउंडिंग कॉपर बसबार्स की दूरी इंस्टॉलेशन डिज़ाइन में एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है जो सीधे सिस्टम की यांत्रिक शक्ति, विद्युत प्रदर्शन और परिचालन जीवन काल को प्रभावित करती है। एक इष्टतम फिक्सिंग स्पेसिंग डिज़ाइन ऑपरेशन के दौरान कंपन के जोखिम को कम करता है, कनेक्शन बिंदुओं के ढीले होने की संभावना को कम करता है, फॉल्ट करंट ट्रांसमिशन क्षमता को बढ़ाता है, और समग्र सिस्टम विश्वसनीयता में सुधार करता है।

 

व्यावहारिक इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों में, रिक्ति को ठीक करने के लिए कोई एकल, सार्वभौमिक मूल्य नहीं है; इसके बजाय, इसके लिए बसबार विनिर्देशों, शॉर्ट{0}}सर्किट वर्तमान स्तर, स्थापना वातावरण, तापमान वृद्धि आवश्यकताओं और उपकरण संरचना के आधार पर एक व्यापक मूल्यांकन की आवश्यकता होती है। आमतौर पर, नए ऊर्जा उपकरणों में ग्राउंडिंग बसबारों के लिए फिक्सिंग स्पेसिंग को सिस्टम क्लास और एप्लिकेशन परिदृश्य के अनुसार अनुकूलित किया जाता है।
 

 

 

ग्राउंडिंग कॉपर बसबारों के लिए फिक्सिंग स्पेसिंग का तात्पर्य दो आसन्न यांत्रिक फिक्सिंग बिंदुओं के बीच की दूरी से है। इन बिंदुओं को आमतौर पर बसबार की स्थिति बनाए रखने और लंबी अवधि के संचालन के दौरान महत्वपूर्ण विरूपण को रोकने के लिए इंसुलेटिंग सपोर्ट, मेटल ब्रैकेट या विशेष माउंटिंग संरचनाओं का उपयोग करके सुरक्षित किया जाता है।

 

नई ऊर्जा विद्युत उपकरणों में, ग्राउंडिंग बसबारों को न केवल सामान्य ऑपरेशन के दौरान मामूली रिसाव धाराओं को ले जाना चाहिए, बल्कि शॉर्ट सर्किट घटनाओं के दौरान तेजी से उच्च {{0} परिमाण दोष धाराओं का संचालन भी करना चाहिए। नतीजतन, फिक्सिंग संरचना को निम्नलिखित आवश्यकताओं को पूरा करना होगा:

 

स्थिर प्रवाहकीय कनेक्शन सुनिश्चित करें;

शॉर्ट-सर्किट विद्युत चुम्बकीय बलों के कारण होने वाली यांत्रिक विकृति को कम करें;

बसबार के थर्मल विस्तार के परिणामस्वरूप होने वाले संरचनात्मक तनाव को नियंत्रित करें;

कंपन-प्रवण वातावरण में थकान से होने वाली क्षति को कम करें।

 

इष्टतम फिक्सिंग रिक्ति बसबार विनिर्देशों के आधार पर भिन्न होती है। उदाहरण के लिए, बड़े -क्रॉस-सेक्शन वाले बसबारों में समय के साथ उनके वजन के कारण विक्षेपण की संभावना अधिक होती है; इसलिए, संरचनात्मक समर्थन बढ़ाने के लिए फिक्सिंग दूरी को कम किया जाना चाहिए।

 

बड़े पैमाने पर बिजली वितरण कैबिनेटों, ऊर्जा भंडारण प्रणालियों और नए ऊर्जा उपकरणों में, वर्तमान पथ को स्थिर करने के लिए आमतौर पर बहु{{1}प्वाइंट फिक्सिंग डिज़ाइन का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, कुछ उच्च विश्वसनीयता प्रणालियाँ ग्राउंडिंग सिस्टम के लिए कॉपर बसबार डिज़ाइन का उपयोग करती हैं, जो माउंटिंग स्थानों को अनुकूलित करके ग्राउंडिंग कनेक्शन की स्थिरता को बढ़ाती हैं।

 

 

1. विद्युत प्रदर्शन पर प्रभाव

ग्राउंडिंग कॉपर बसबार का प्राथमिक कार्य फॉल्ट धाराओं के लिए कम {{0}प्रतिबाधा पथ प्रदान करना है। यदि माउंटिंग रिक्ति अत्यधिक है, तो बसबार का केंद्रीय भाग महत्वपूर्ण विक्षेपण के लिए प्रवण होता है, जिससे कनेक्शन बिंदु अतिरिक्त यांत्रिक तनाव के अधीन हो जाते हैं।

 

शॉर्ट सर्किट करंट घटना के दौरान, अत्यधिक माउंटिंग रिक्ति के कारण निम्न हो सकते हैं:

बसबार की महत्वपूर्ण विकृति;

कनेक्शन बोल्ट पर कार्य करने वाले तन्य या कतरनी बल;

कम संपर्क दबाव;

संपर्क प्रतिरोध में वृद्धि;

स्थानीय तापमान में वृद्धि.

 

संपर्क क्षेत्र में स्थिरता उच्च {{0}वर्तमान प्रणालियों के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। उदाहरण के लिए, कॉपर ग्राउंडिंग बसबार को डिज़ाइन करते समय, संपूर्ण ग्राउंडिंग सर्किट कम प्रतिबाधा बनाए रखने को सुनिश्चित करने के लिए उचित इंस्टॉलेशन रिक्ति की आवश्यकता होती है।

 

2. यांत्रिक स्थिरता पर प्रभाव

नए ऊर्जा उपकरण अक्सर औद्योगिक संयंत्रों, बाहरी बिजली स्टेशनों, परिवहन प्रणालियों और ऊर्जा भंडारण कंटेनरों जैसे जटिल वातावरणों में स्थापित किए जाते हैं। इन वातावरणों में निरंतर कंपन, यांत्रिक आघात और थर्मल साइक्लिंग शामिल हो सकते हैं।

 

यदि माउंटिंग बिंदुओं के बीच की दूरी बहुत अधिक है, तो बसबार यांत्रिक कंपन के प्रति संवेदनशील है। आवधिक कंपन के लंबे समय तक संपर्क में रहने के परिणाम हो सकते हैं:

फास्टनरों का ढीला होना;

सहायक इंसुलेटर की थकान;

बसबार कनेक्शन बिंदुओं पर क्रैकिंग;

ग्राउंडिंग सिस्टम की कम विश्वसनीयता।

 

इसलिए, उच्च कंपन अनुप्रयोगों जैसे पवन ऊर्जा उपकरण या रेल पारगमन प्रणालियों में माउंटिंग रिक्ति को कम करना और स्थिरता बढ़ाने के लिए एंटी लूज़िंग डिज़ाइन को नियोजित करना आवश्यक है।

 

3. तापीय स्थिरता पर प्रभाव

ऑपरेशन के दौरान, तांबे के बसबार वर्तमान प्रवाह के कारण जूल गर्मी उत्पन्न करते हैं, और तापमान में उतार-चढ़ाव के कारण सामग्री को थर्मल विस्तार और संकुचन से गुजरना पड़ता है।

माउंटिंग स्पेसिंग के डिज़ाइन को थर्मल विस्तार की आवश्यकता के साथ यांत्रिक बाधाओं को संतुलित करना चाहिए:

अत्यधिक छोटी दूरी बसबार के प्राकृतिक विस्तार और संकुचन को प्रतिबंधित करती है;

अत्यधिक बड़ी दूरी समग्र समर्थन क्षमता को कम कर देती है और असमान तापमान वितरण की ओर ले जाती है।

 

एक अच्छी तरह से डिज़ाइन किया गया लेआउट बसबार में एक समान तापमान वृद्धि सुनिश्चित करता है, जिससे दीर्घकालिक परिचालन विश्वसनीयता में सुधार होता है। कुछ उच्च विद्युत वितरण प्रणालियों में, डिज़ाइन वर्तमान पथों और ताप अपव्यय स्थान को व्यापक रूप से अनुकूलित करने के लिए विद्युत वितरण बसबार संरचनाओं को एकीकृत करता है।

 

 

 

1. बसबार आयाम और संरचनात्मक पैरामीटर

बसबार की चौड़ाई, मोटाई, लंबाई और वजन फिक्सिंग स्पेस को प्रभावित करने वाले महत्वपूर्ण कारक हैं।

 

आम तौर पर:

बड़े क्रॉस {{0} अनुभागीय क्षेत्रों वाले बसबारों का स्वयं का वजन अधिक होता है {{1} और उन्हें अधिक बार फिक्सिंग बिंदुओं की आवश्यकता होती है;

अधिक लंबाई के परिणामस्वरूप अधिक स्पष्ट थर्मल विस्तार प्रभाव पड़ता है, जिससे संरचनात्मक क्षतिपूर्ति की आवश्यकता होती है;

उच्च चौड़ाई {{0} से - मोटाई अनुपात वाले बसबार यांत्रिक झुकने के प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं।

 

उदाहरण के लिए, छोटे आकार के बसबार व्यापक फिक्सिंग अंतराल को समायोजित कर सकते हैं, जबकि बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण प्रणालियों या औद्योगिक बिजली वितरण नेटवर्क में उपयोग किए जाने वाले बड़े पैमाने पर क्रॉस-सेक्शन बसबारों को स्थापना के बाद सीधा बनाए रखने के लिए समर्थन बिंदुओं की बढ़ी हुई संख्या की आवश्यकता होती है।

 

केंद्रीकृत ग्राउंडिंग कनेक्शन की आवश्यकता वाले सिस्टम के लिए, कॉपर बसबारों की ग्राउंडिंग के लिए फिक्सिंग योजना आम तौर पर उपलब्ध उपकरण स्थान और वर्तमान रेटिंग को ध्यान में रखकर डिज़ाइन की जाती है।

 

2. परिचालन पर्यावरण कारक

पर्यावरणीय परिस्थितियाँ ग्राउंडिंग कॉपर बसबार्स की फिक्सिंग संरचना को सीधे प्रभावित करती हैं।

 

उच्च-कंपन वातावरण में:

फिक्सिंग रिक्ति कम होनी चाहिए;

यांत्रिक समर्थन बढ़ाने की जरूरत है;

कनेक्शन को ढीला करने से रोकने के तरीकों का इस्तेमाल किया जाना चाहिए।

 

उच्च-तापमान वाले वातावरण में:

तांबे की सामग्री के थर्मल विस्तार पर विचार किया जाना चाहिए;

थर्मल विस्तार/संकुचन के लिए जगह की अनुमति होनी चाहिए;

अतिरिक्त तनाव उत्पन्न करने से बचने के लिए फिक्सिंग संरचनाओं को डिज़ाइन किया जाना चाहिए।

 

आर्द्र या संक्षारक वातावरण में:

संक्षारणरोधी उपचार आवश्यक हैं;

सतह सुरक्षा क्षमताओं को बढ़ाया जाना चाहिए;

संपर्क प्रदर्शन पर ऑक्सीकरण के प्रभाव को कम किया जाना चाहिए।

 

उदाहरण के लिए, बाहरी नई ऊर्जा उपकरण टिन{0}प्लेटेड तांबे की ग्राउंड बार का उपयोग कर सकते हैं, जहां सतह कोटिंग संक्षारण प्रतिरोध को बढ़ाती है और दीर्घकालिक परिचालन स्थिरता में सुधार करती है।

 

3. विद्युत प्रणाली आवश्यकताएँ

ग्राउंडिंग प्रदर्शन के लिए विभिन्न विद्युत प्रणालियों की अलग-अलग आवश्यकताएं होती हैं।

 

जबकि मानक निम्न{0}}वोल्टेज उपकरण मुख्य रूप से सुरक्षा ग्राउंडिंग पर ध्यान केंद्रित करते हैं, नई ऊर्जा भंडारण, डेटा केंद्र और पावर इलेक्ट्रॉनिक्स जैसी प्रणालियाँ इस पर अधिक जोर देती हैं:

गलती धाराओं का तेजी से अपव्यय;

कम -प्रतिबाधा कनेक्शन;

विद्युतचुंबकीय हस्तक्षेप (ईएमआई) नियंत्रण;

उच्च परिचालन विश्वसनीयता.

 

दूरसंचार और बिजली आपूर्ति उपकरण जैसे अनुप्रयोगों में, कुछ सिस्टम कॉपर ग्राउंड बार किट का उपयोग करते हैं, जो स्थापना दक्षता और रखरखाव में आसानी में सुधार के लिए मानकीकृत संरचनाओं को नियोजित करते हैं।

 

 

रिक्ति को डिज़ाइन करने और ठीक करने में आमतौर पर यांत्रिक गणना, विद्युत सत्यापन और उद्योग के अनुभव का संयोजन शामिल होता है।

मौलिक डिजाइन विचारों में शामिल हैं:

शॉर्ट-सर्किट के दौरान इलेक्ट्रोडायनामिक बल;

अधिकतम स्वीकार्य बसबार विक्षेपण;

स्थापित वजन;

ऑपरेशन के दौरान तापमान में वृद्धि;

 

पर्यावरणीय कंपन. इंजीनियरिंग डिज़ाइन प्रक्रिया के दौरान, यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि कॉपर बसबार:

अपने स्वयं के वजन के कारण महत्वपूर्ण विरूपण से नहीं गुजरता;

शॉर्ट-सर्किट घटनाओं के दौरान यांत्रिक अखंडता बनाए रखता है;

कनेक्शन बिंदुओं पर स्थिर संपर्क दबाव बनाए रखता है;

लंबे समय तक ऑपरेशन के दौरान थकान की समस्या नहीं होती।

 

बड़े विद्युत अलमारियाँ और नई ऊर्जा उपकरणों के लिए, बढ़ते छेद का डिज़ाइन भी उतना ही महत्वपूर्ण है। ग्राउंडिंग बार छेदों का उचित स्थान बढ़ते ढांचे को अनुकूलित करता है और छिद्रों के कारण होने वाली यांत्रिक शक्ति में स्थानीयकृत कमी को रोकते हुए स्थापना सटीकता में सुधार करता है।

 

 

1. ऊर्जा भंडारण प्रणाली

ऊर्जा भंडारण उपकरण की विशेषता उच्च चार्ज/डिस्चार्ज दर, बड़ी क्षमता वाले बैटरी मॉड्यूल और लंबी अवधि का संचालन है।

ग्राउंडिंग बसबार डिज़ाइन को अवश्य संबोधित करना चाहिए:

 

मॉड्यूलर स्थापना;

थर्मल साइकलिंग का प्रभाव;

परिवहन के दौरान कंपन;

रखरखाव में आसानी।

 

ऊर्जा भंडारण प्रणालियों में, एकीकृत ग्राउंडिंग नेटवर्क बनाने के लिए ग्राउंडिंग संरचना को आमतौर पर बैटरी कैबिनेट, पावर मॉड्यूल और नियंत्रण प्रणालियों के साथ एकीकृत करने की आवश्यकता होती है।

 

2. फोटोवोल्टिक (पीवी) सिस्टम

पीवी सिस्टम आमतौर पर उच्च डीसी वोल्टेज पर काम करते हैं और विस्तारित अवधि के लिए बाहरी वातावरण के संपर्क में रहते हैं।

मुख्य डिज़ाइन विचारों में शामिल हैं:

 

मौसम प्रतिरोधक;

यूवी प्रतिरोध;

संक्षारण प्रतिरोध;

तापमान में उतार-चढ़ाव के प्रति अनुकूलता।

 

उचित माउंटिंग रिक्ति लंबे समय तक तापमान परिवर्तन के कारण होने वाली यांत्रिक थकान को कम करने में मदद करती है।

 

3. पवन ऊर्जा प्रणालियाँ

पवन ऊर्जा उपकरण जटिल वातावरण में संचालित होते हैं; अपतटीय पवन ऊर्जा में, विशेष रूप से, शामिल हैं:

निरंतर यांत्रिक कंपन;

नमक स्प्रे जंग;

जगह की कमी.

 

परिणामस्वरूप, ग्राउंडिंग कनेक्शन की स्थिरता को बढ़ाते हुए स्थान के उपयोग में सुधार के लिए माउंटिंग विधियों को अनुकूलित किया जाना चाहिए {{0}जैसे कि वर्टिकल कॉपर बॉन्डिंग बसबार संरचनाओं का उपयोग करना।

 

 

जैसे-जैसे नए ऊर्जा उपकरणों के प्रदर्शन में सुधार होता है, ग्राउंडिंग बसबारों का निर्माण अधिक सटीकता और बुद्धिमत्ता की ओर विकसित हो रहा है।

आधुनिक विनिर्माण प्रक्रियाएं संचालित करने के लिए परिमित तत्व विश्लेषण (FEA) सॉफ़्टवेयर का उपयोग करती हैं:

 

यांत्रिक तनाव अनुकरण;

तापमान वृद्धि विश्लेषण;

वर्तमान वितरण गणना;

कंपन मोड विश्लेषण.

सिमुलेशन आधारित अनुकूलन इंजीनियरिंग को कम करने और सामग्री उपयोग दक्षता में सुधार करने में मदद करता है।

 

इस बीच, नई सामग्रियों और सतह उपचार प्रौद्योगिकियों के विकास ने बसबार के प्रदर्शन को और बढ़ा दिया है। उदाहरण के लिए, भूमिगत ग्राउंडिंग सिस्टम में, टिनयुक्त तांबे की ग्राउंड बार संक्षारण प्रतिरोध में सुधार और सेवा जीवन का विस्तार करने के लिए टिन कोटिंग का लाभ उठाती हैं।

 

 

स्थापना प्रक्रिया नियंत्रण

उच्च गुणवत्ता वाली स्थापना के लिए निम्नलिखित पर ध्यान देने की आवश्यकता है:

लगातार कसने वाला टॉर्क;

संपर्क सतहों को साफ़ करें;

सटीक समर्थन स्थिति;

डिज़ाइन विशिष्टताओं को पूरा करने वाली रिक्ति को ठीक करना।

स्थापना के दौरान, तांबे के बसबार को अत्यधिक यांत्रिक मोड़ से बचने और प्रवाहकीय सतहों के बीच अच्छा संपर्क सुनिश्चित करने के लिए सावधानी बरतनी चाहिए।

 

आवधिक रखरखाव और निरीक्षण

संचालन और रखरखाव के दौरान, निम्नलिखित की जाँच की जानी चाहिए:

बांधनेवाला पदार्थ की जकड़न;

कनेक्शन बिंदुओं पर ऑक्सीकरण;

बसबार विरूपण;

तापमान में असामान्य वृद्धि.

बड़े पैमाने की विद्युत प्रणालियों के लिए, कनेक्शन क्षेत्रों में तापमान परिवर्तन की निगरानी करने और संभावित दोषों का शीघ्र पता लगाने के लिए इन्फ्रारेड थर्मोग्राफी जैसी विधियों का उपयोग किया जा सकता है।

 

 

ग्राउंडिंग कॉपर बसबार्स की स्थापना के दौरान रिक्ति को ठीक करने में त्रुटियां पूरे सिस्टम के प्रदर्शन को प्रभावित कर सकती हैं।

 

यदि रिक्ति असमान है:

वर्तमान वितरण बदल सकता है;

स्थानीयकृत यांत्रिक तनाव बढ़ सकता है;

कुछ क्षेत्रों में तापमान वृद्धि बढ़ सकती है;

सिस्टम की विश्वसनीयता घट सकती है.

 

इसलिए, फिक्सिंग स्थिति को नियंत्रित करने और डिज़ाइन आयामों के साथ स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए वास्तविक स्थापना के दौरान सटीक माप उपकरणों का उपयोग किया जाना चाहिए।

 

डेटा केंद्रों, पावर नियंत्रण प्रणालियों और नई ऊर्जा बुनियादी ढांचे में उपयोग किए जाने वाले उच्च {{0}विश्वसनीयता वाले विद्युत उपकरणों के लिए {{1}मानकीकृत स्थापना प्रक्रियाएं आवश्यक हैं ताकि ग्राउंडिंग कॉपर बसबार सिस्टम के दीर्घकालिक, स्थिर संचालन को सुनिश्चित किया जा सके।

 

 

 

नई ऊर्जा, पावर इलेक्ट्रॉनिक्स और स्मार्ट विनिर्माण प्रौद्योगिकियों में प्रगति से प्रेरित, ग्राउंडिंग कॉपर बसबार सिस्टम उच्च विश्वसनीयता और अधिक एकीकरण की ओर विकसित हो रहे हैं।

 

भविष्य के विकास के प्रमुख क्षेत्रों में शामिल हैं:

उच्च विद्युत चालकता;

हल्की-वजन वाली सामग्री;

बुद्धिमान स्थिति की निगरानी;

मॉड्यूलर स्थापना;

बढ़ी हुई पर्यावरणीय अनुकूलनशीलता।

 

इसके साथ ही, ऊर्जा भंडारण, इलेक्ट्रिक वाहन और स्मार्ट ग्रिड जैसे उद्योगों की तीव्र वृद्धि ग्राउंडिंग सिस्टम के महत्व को और बढ़ा रही है। फिक्सिंग रिक्ति, सामग्री चयन और विनिर्माण प्रक्रियाओं को अनुकूलित करने से संपूर्ण विद्युत प्रणाली की सुरक्षा और जीवनचक्र विश्वसनीयता को प्रभावी ढंग से बढ़ाया जा सकता है।

 

के लिए रिक्ति निश्चित करनातांबे के बसबारों को ग्राउंड करनाकेवल एक यांत्रिक पैरामीटर नहीं है; यह एक व्यापक इंजीनियरिंग मुद्दा है जिसमें विद्युत प्रदर्शन, संरचनात्मक डिजाइन, थर्मल प्रबंधन और पर्यावरण अनुकूलनशीलता शामिल है। एक अच्छी तरह से डिज़ाइन की गई प्रणाली परिचालन जोखिमों को कम करती है, उपकरण स्थिरता में सुधार करती है, और नई ऊर्जा ऊर्जा प्रणालियों के लिए अधिक विश्वसनीय सुरक्षा गारंटी प्रदान करती है।