Come progettare e realizzare sbarre collettrici in rame su misura?

Introduzione

In quanto elemento conduttivo principale del sistema circuitale, il barra collettrice in rame svolge le funzioni fondamentali di trasmissione della corrente e di collegamento delle apparecchiature. Gli angoli arrotondati sono progettati per evitare le scariche puntiformi ed è adatto per sistemi di distribuzione dell’energia ad alta tensione (ad esempio, stazioni di apertura e chiusura a 10 kV) e per gruppi completi di apparecchiature a bassa tensione. La conduttività, la resistenza meccanica e la resistenza alla corrosione della barra collettrice in rame influiscono direttamente sulla sicurezza e sulla stabilità dell’impianto elettrico.

Come viene progettato il sistema di sbarre collettrici in rame?

a. Pianificazione progettuale

• Sviluppo del programma: sulla base dei disegni di progettazione e degli ordini di produzione, determinare l'orientamento, le dimensioni e la forma di piegatura della barra collettrice, privilegiando l'utilizzo dei residui di barre collettrici in rame di piccole dimensioni al fine di ridurre i costi.
• Scelta dei materiali:
  • Barra collettrice principale: selezionare le specifiche (ad es. rame viola T2 o ottone H62) in base ai disegni; la barra collettrice secondaria utilizza di default lo stesso materiale del circuito principale.
  • Barra di terra: la linea PE dell'apparecchiatura di distribuzione a bassa tensione deve soddisfare i requisiti relativi alla capacità di trasporto di corrente; la sezione della barra di terra ad alta tensione deve essere ≥ 30 mm² e quella della linea sopra la porta ≥ 4 mm².
• Controllo del materiale: verificare che la finitura superficiale della barra collettrice in rame non presenti crepe né deformazioni; controllare il certificato di conformità e il rapporto sui materiali.

b. Strumenti e attrezzature

• Strumenti necessari: macchina per la lavorazione delle sbarre collettrici, chiave dinamometrica, trapano, utensile per il taglio dei manicotti termorestringenti.
• Materiali ausiliari: grasso composito ad alta resistenza, controdado, vaselina antiossidante (per la lubrificazione delle curve).

3. Come si svolge il processo di produzione?

A. Specifiche di base

• Distanza di isolamento e distanza di dispersione: distanza di isolamento degli impianti di commutazione a bassa tensione ≥15 mm, distanza di dispersione ≥20 mm.
• Disposizione della sequenza di fase:
  • Sistema AC: nella disposizione verticale le posizioni sono A (giallo), B (verde) e C (rosso); nella disposizione orizzontale, l'ordine è A→C, dal retro del disco alla superficie del disco.
  • Sistema a corrente continua: polo positivo sul retro/a sinistra, polo negativo sul davanti/a destra.

B. Processo di produzione

1. Lisciatura e taglio:
   • Raddrizzare con una macchina raddrizzatrice a barra collettrice; deformazione verticale ≤ 2 mm/m, deformazione trasversale ≤ 3 mm/m; la superficie di taglio deve essere piana e priva di bave.
   • Il diametro del foro praticato deve essere di 0,5-1 mm maggiore di quello del bullone, con una tolleranza di ± 0,5 mm nella distanza tra i fori. 2.
2. Processo di piegatura:
   • Evitare piegature ad angolo retto; nel processo di piegatura a freddo, il raggio minimo di piegatura dipende dallo spessore della barra collettrice in rame (ad esempio, per una barra collettrice in rame di 50 × 5 mm, il raggio di piegatura in piano deve essere ≥ 2 volte lo spessore).
   • Ravvolta di 90°, la lunghezza della parte attorcigliata deve essere pari a 2,5-5 volte la larghezza della barra collettrice.
3. Trattamento superficiale:
   • La superficie di contatto deve essere lucidata per rimuovere lo strato di ossido; riduzione della sezione della barra collettrice in rame ≤ 3%, barra collettrice in alluminio ≤ 5%. La superficie di contatto deve essere rivestita con grasso composito per potenza.
   • La superficie di sovrapposizione rivestita con grasso composito ad alta potenza e la superficie placcata in argento impediscono la limatura.

Come si effettua l'installazione delle sbarre collettrici in rame?

1. Collegamento delle sbarre collettrici e delle apparecchiature

• Fissaggio con bulloni:
  • Utilizzare chiavi dinamometriche per serrare secondo le specifiche standard (ad esempio, i bulloni M12 richiedono una coppia di 31,4-39,2 N·m); il bullone deve sporgere dal dado di 2-3 scanalature.
  • Installazione orizzontale del bullone dal basso verso l'alto per evitare la formazione di un circuito magnetico chiuso.
• Collegamento speciale:
  • I terminali a vite devono essere dotati di rondelle piatte in rame rivestite di stagno; è vietato l'uso di rondelle elastiche.
  • In ambienti umidi, i collegamenti in rame e alluminio devono essere realizzati utilizzando piastre di transizione, con le estremità in rame rivestite di stagno.

2. Trattamento termoretraibile e marcatura

• Guaina termorestringente:
  • Scegliere il manicotto in base al colore della fase (giallo/verde/rosso); il tubo piegato deve essere preriscaldato e poi raddrizzato, con un riscaldamento
  • temperatura compresa tra 600 e 650 ℃.
  • I fori di taglio devono essere posizionati con dei manicotti per evitare di graffiare la barra collettrice in rame. .
• Requisiti di marcatura:
  • La linea di neutro (N) e la linea di terra (PE) devono recare una marcatura in pasta di dimensioni Φ20/30 mm; la barra collettrice esterna deve essere protetta con guaina termorestringente isolante.

3. Collaudo dell'installazione

• Verifica dell'accuratezza:
  • Errore di installazione verticale ≤2 mm/lunghezza totale ≤5 mm; errore orizzontale ≤3 mm/lunghezza totale ≤10 mm.
  • La distanza tra i punti di appoggio è ≤2,5 m e gli isolatori sono fissati senza sollecitazioni aggiuntive.
• Test di sicurezza:
  • Resistenza di terra ≤ 0,1 Ω, resistenza di contatto del punto di collegamento ≤ 1,2 volte la resistenza della barra collettrice della stessa lunghezza.
  • Prova di tenuta in tensione: un impianto da 10 kV deve superare una prova di tenuta in tensione a 42 kV per 1 minuto a frequenza industriale.

Gestione di scenari speciali

• Protezione antincendio e resistenza agli urti: quando si attraversa il muro tagliafuoco, è necessario installare una parete divisoria ignifuga, mentre a livello del pavimento occorre predisporre una piattaforma impermeabile e una staffa antivibrante.
• Protezione all'esterno: quando la barra collettrice in rame collegata a terra si trova a una distanza inferiore a 1,8 m dal suolo all'interno di un pozzo non elettrico, è necessario installare una copertura protettiva.
• Scenario ad alta corrente: distanza tra le sbarre collettrici in rame disposte in parallelo ≥ spessore, per evitare il surriscaldamento locale.

Problemi comuni e ottimizzazione

• Controllo della deformazione: nella piegatura di sbarre collettrici composte da più elementi è necessario effettuare una verifica di coerenza per evitare sollecitazioni durante l'installazione.
• Misure anticorrosione: trattamento di stagnatura o argentatura delle superfici di contatto; staffa realizzata con il processo di zincatura a caldo.
• Utilizzo degli scarti: per i circuiti derivati si privilegia l'uso di sbarre collettrici in rame di lunghezza ridotta, al fine di ridurre gli scarti di materiale.

Seguendo i passaggi sopra indicati, è possibile portare a termine in modo sistematico l'intero processo, dalla progettazione all'installazione di barre collettrici in rame, tenendo conto delle prestazioni elettriche e dell'estetica del processo. In pratica, è necessario attenersi rigorosamente agli standard di settore (come GB5585.1 e GB7251) e adattarsi in modo flessibile alle condizioni dell'ambiente in loco.