خم کاری شینه های مسی

[علیرضا پورحبیب]

 

   اکثر هادی های مورد استفاده در تابلوها از جنس مس ساخته می شوند، اما در شرایط خاص که استفاده از مس مشکلاتی را در بر خواهد داشت (مانند محیط های دارای بخار گوگرد)، می توان از آلومینیوم استفاده کرد. هادی ها در دو نوع سیم و شینه بکار برده می شوند، سیمها (بیش تر به صورت سیم افشان) جهت برقراری ارتباط الکتریکی بین تجهیزات درون تابلو با یکدیگر و نیز اتصال شبکه و مصرف کننده به تابلو مورد استفاده قرار می گیرند. ظرفیت جریان دهی شینه به اندازۀ سطح مقطع بستگی دارد. معمول است که سطح مقطع شینه را به صورت ابعاد آن بیان می کنند.

 
[list]

[*]شينه های مسی و آلومینیومی
[/list]

   تمام ژنراتورها، ترانسفورماتورها، سیم ها و کابل های یک نیروگاه که ولتاژ برابری دارند با یک شمش یا یک رسانا به نام شینه یا باسبار (Busbar) در هر فاز به هم متصل می شوند. در شینه تمام انرژی ژنراتورها، ترانسفورماتورها و یا هر دو به هم می پیوندند و از آنجا بطور مستقیم با همان ولتاژ و یا به کمک ترانسفورماتور افزاینده یا کاهنده با ولتاژ دیگر به مصرف کننده ها و یا شینه های دیگر هدایت می گردند. از این رو می توان گفت که شینه وسیله جمع و پخش انرژی در آن واحد است.

   شینه ها به عنوان هادی اصلی در تابلو برای جمع آوری و توزیع انرژی الکتریکی مورد بهره برداری قرار می گیرند. شینه بندی در تابلوها به روش شین ساده بوده و تمام تجهیزات تابلوها به این شینه ها متصل هستند. در تابلوهایی که سلول بندی جداگانه ای دارند. شینه بندی می بایست طوری باشد که در صورت انجام کار در درون هر یک از سلول ها، در تداوم کار سایر قسمت ها وقفه ای پیش نیاید.

   در انتخاب جنس شينه موارد زیر را در نظر بگیرید:

۱) تحمل دینامیکی آلومینیوم به دلیل بزرگ تر بودن سطح مقطع به ازای جریان مساوی برابر با مس است.

۲) استقامت آلومینیوم بیش تر از مس است.

   افزایش حرارت در اثر جریان های عبوری (به دلیل جریان مخصوص پایین تر و تبادل حرارتی بهتر) در آلومینیوم کم تر است. آلومینیوم در اثر جرقه و سوختن خاکستر زیادی ایجاد نمی کند، لذا صدمه ای به عایق ها نمی زند.

   مس در برابر بخار گوگرد بسیار حساس بوده و ایجاد اکسید مس می کند که قابلیت هدایت کمی دارد. آلومینیوم در برابر اسید کلریدریک، سولفوریک و آمونیاک با ثبات بوده اما در برابر بخار کلر جیوه حساس است. آلومینیوم اکسیداسیون سطحی دارد که لایه عایق نازکی بر روی فلز به وجود می آورد و در اثر فشار فرو رفتگی پیدا کرده و خورندگی آن در اثر الکترولیت شدید است.

 

[list]

[*]شینه های بکار رفته در تابلو برق
[/list]

   شینه های مورد استفاده در تابلو اغلب از جنس مس یا آلومینیوم است که قابلیت هدایت الکتریکی و خواص مکانیکی خوبی دارند. برای شینه های مسی از استاندارد VDE0201 و برای شینه های آلومینیومی از استاندارد VDE0202 استفاده شده است.

 

[list]

[*]حداکثر دمای پیوسته شینه
[/list]

   برای شینه هایی که اتصالات آن با پیچ بوده و اکسید نشده یا روغن کاری نشده باشند در حدود ۱۲۰ درجه  سانتیگراد و در صورتی که آبکاری نقره شده باشد این دما را می توان تا ۱۶۰ درجه سانتیگراد در نظر گرفت. با افزایش دما استحکام مواد هادی کاهش می یابد و این اثر برای آلومینیوم سریع تر از مس است، در حالت اتصال کوتاه دمای هادی آلومینیوم از ۱۸۰ درجه سانتیگراد و دمای هادی مس از ۲۰۰ درجه سانتیگراد نباید تجاوز نماید.

 
[list]

[*]انتخاب شكل سطح مقطع شینه
[/list]

   شکل سطح مقطع هادی نه تنها بر روی استقامت پیچشی شينه مؤثر است بلکه روی ظرفیت باردهی شینه نیز اثر گذار است. موقع استفاده از شینه در جریان مستقیم، به دلیل عدم وجود اثر پوستی، عامل مهم در انتخاب شکل سطح مقطع شینه، تنها تحمل حرارتی شینه در آن جریان است. در جریان متناوب، اثر پوستی عامل مهمی در افزایش مقاومت هادی در نظر گرفته می شود. این اثر را می توان با انتخاب سطح مقطع مناسب کاهش داد. در جریان های پایین، شینه تکی یا دوبل تخت ترجیح داده می شود. در این حالت استفاده از شینه دوبل تلفات را کاهش می دهد. در جریان های بالاتر از شینه های گرد (لوله ای) و ناودانی می توان استفاده نمود.

 
[list]

[*]محاسبه سطح مقطع هادی شینه 
[/list]

   سطح مقطع هادی های درون تابلو بر اساس حداکثر شدت جریان مورد نیاز و با کمک جدول جریان مجاز سیم ها بدست می آید. سطح مقطع محاسبه شده به منظور برقراری ارتباط الکتریکی بین تابلو و سایر تجهیزات مرتبط با آن جهت تعیین گلند، اندازه ترمینال، کابل شو و سر سیم مورد نیاز است. مثلا در کابل ۱۶X4 میلی متر مربع، گلند برای قطر کابل ۲۳٫۵ میلی متر و ترمینال نمره ۱۶ لازم است. اتصال هادی ها به ترمینال ها و سایر تجهیزات، به وسیله پیچ یا بست و وسایلی مشابه آنها امکان پذیر است.

[list]

[*]پانچ شينه 
[/list]

   برای اتصال شینه ها به یکدیگر از پانچ شینه استفاده می گردد. این دستگاه قابلیت های زیر را دارا است :

[list]
[list]
[*]قابلیت کار بر روی شینه های مسی تا سایز ۱۲x120 میلی متر را دارد.
[*]سیستم رفت و برگشت جک ها به صورت هیدرولیک است.
[*]قابلیت ایجاد سوراخ های  ۶m , 8mm , 10m , 12m , 14m , l6m , 18m، بیضی و سفارشی را دارد.
[*]طراحی پانچ به صورت بدون خیزش جهت کارکرد آسان و مطمئن است.
[/list][/list]

 

[list]

[*] کاتر شينه
[/list]

 برای برش شینه ها از این وسیله استفاده می شود. این دستگاه قابلیت های زیر را دارا است:

[list]
[list]
[*]قابلیت کار بر روی شینه های مسی تا سایز ۱۲×۱۲۰ میلی متر را دارد .
[*]سیستم رفت و برگشت جک ها به صورت هیدرولیک است.
[/list][/list] 
                                                                       دستگاه کاتر شینه
 
[list]

[*]خم کاری شینه
[/list]

   برای زاویه دادن و خم کردن شینه ها از این وسیله استفاده می شود. نمونه های دستگاه خم کن شینه را در شکل های زیر مشاهده می کنید . این دستگاه قابلیت های زیر را دارا است :

[list]
[list]
[*]قابلیت کار بر روی شینه های مسی تا سایز ۱۲ × ۱۲۰ میلی متر را دارد.
[*]سیستم رفت و برگشت جک ها به صورت هیدرولیک است.
[*]دستگاه خمکن مجهز به زاویه سنج دیجیتال است.
[*]امکان نصب قالب های خم عرض، خم پله و قالب های سفارشی بر روی دستگاه خمکن وجود دارد.
[/list][/list] 

                خم کن شینه عمودی                       خم کن شینه افقی 

 
 
[list]

[*]ظرفیت باردهی شینه های مسی
[/list]

   ظرفیت جریان پیوسته ای که هادی های مسی و آلومینیومی می توانند از خود عبور دهند با توجه به فرضیات زیر بدست آمده است:

الف) هوای محیط آرام و بدون حرکت است.

 ب) قسمتهای اکسید شده هادی های لخت، دارای ضریب تشعشع ۴٪ برای مس و ۳۵٪ برای آلومینیوم هستند.

پ) هادی های رنگ شده دارای ضریب تشعشع تقریبی ۹% باشند.

 

   در تابلو های با قدرت بالا، امکان دارد برای تأمین شدت جریان عبوری از مدار بیش از یک شینه برای هر فاز مورد استفاده قرار بگیرد. در این صورت لازم است که شینه های هر فاز با فاصله ای برابر با ارتفاع همان شینه در کنار هم قرار داده شوند.

 

[list]

[*]رنگ آمیزی شینه ها
[/list]

   برای افزایش میزان ظرفیت جریان دهی شینه ها، آن را به کمک رنگ های حرارتی رنگ آمیزی می کنند. رنگ کردن شینه برای راحتی در سرویس، تعمیرات و رفع عیب نیز مؤثر است. رنگ های رایج در شینه بندی تابلو عبارتند از:

رنگ قرمز (فاز اول)، رنگ زرد (فاز دوم)، رنگ آبی (فاز سوم)، شینه نول اغلب مشکی و شینه ارت، زرد و سبز به صورت موازی است.