XP – sistemi močnostnih zbiralk EATON

V prejšnji številki Informatorja smo vas seznanili, da je Eaton za svoje kupce pripravil novo družino zbiralčnih sistemov Power Xpert Busbar, s katero je zapolnil vrzel pri celostnem obvladovanju napajanja nizkonapetostnih porabnikov. Nova družina je sestavljena iz štirih skupin in pokrije celotno tokovno območje, od 25 A do 6300 A. V tem članku vam bomo podrobneje predstavili najmočnejšo skupino XP, imenovano tudi Low impedance.

Jurij Božič, direktor, Elsing Inženiring, d. o. o.

Sistem nizkoimpedančnih zbiralk XP tokovnega območja 800 do 6300 A je verificiran sistem za razvod in distribucijo električne energije, ki je primeren za vertikalno (dvižni vodi) ali horizontalno rabo v poslovnih, industrijskih ali drugih inženirskih objektih. Skladno s standardom SIST EN 60529 je izdelan v stopnji zaščite IP55, ustreza pa tudi vsem zahtevam standarda SIST EN 61439-6. Zbiralke so dobavljive kot tovarniško izdelan modularen sistem za razvod energije, kompaktne konstrukcije in dopadljivega izgleda. Začetki in konci zbiralk so nesimetrični, da se prepreči nepravilno montažo in morebitne kratke stike na zbiralkah. Elementi zbiralk se spajajo s fleksibilnimi spoji, ki povežejo fazne in nični vodnik in jih medsebojno izolirajo. Ti spoji obenem kompenzirajo vse raztezke, ki so posledica segrevanja zaradi prevajanja toka. Vsi izolacijski deli so izdelani iz negorljive malodimne in brezhalogenske plastike razreda gorljivosti UL-94-V-0. Povezava ravnega dela in spoja je tako toga, da je sistem lahko pritrjen na medsebojni razdalji vsake 2 metra.

Slika 1 - Zbiralke HP High Power range

Slika 1 - Zbiralke HP High Power range

Splošne karakteristike sistema:

  • ohišje iz aluminija, stisnjena konstrukcija zbiralk z odlično izolacijo in brez vmesnega prostora,
  • mehanska zaščita IP 55 ne glede na orientacijo pri uporabi,
  • ekstrudirani baker ali aluminij,
  • vsak element je opremljen s spojnim elementom, ki je potreben za priključitev na naslednji element,
  • od 3 do 6 zbiralk z enojnim ali dvojnim presekom N-zbiralke,
  • PE-vodnik lahko predstavlja ohišje, lahko pa je tudi samostojna zbiralka,
  • nazivni tokovi
  1. zbiralke Al 800 A do 4000 A,
  2. zbiralke Cu 800 A do 6300 A,
  • kratkostična trdnost Icw (1s) = do 100 kA,
  • verificirani s testiranjem (DEKRA) po SIST EN 61439-6,
  • testirani elementi zunanje požarne zaščite po SIST EN1366-3, DIN4102-9 in 12,
  • vgradnja vertikalno ali horizontalno z enakimi montažnimi okviri,
  • širok nabor priključnih in odcepnih omaric, priključki za transformatorje in stikalne bloke,
  • standardne ravne (1, 2, 3 m) in poljubne dolžine (≤ 3 m), različna kolena,
  • odcepne omarice IP 55 z različnimi komponentami stikalne opreme EATON,
  • priključki za odcepne omarice se pripravijo po konkretnih zahtevah projekta,
  • fleksibilnost in prilagodljivost na različne sisteme inštalacij.

Pregled standardnih nazivnih tokov (A)

Slika 2 - Gradniki zbiralčne povezave Power Xpert XP

Slika 2 - Gradniki zbiralčne povezave Power Xpert XP

Gradniki zbiralčnih sistemov

Zbiralčne sisteme sestavljajo naslednji glavni gradniki:

  • ravni deli standardnih dolžin (1, 2 ali 3 m) brez priključkov za odcepe (feeder),
  • ravni deli standardnih dolžin (1, 2 ali 3 m) z do tremi priključki za odcepe na vsaki strani (distribution),
  • priključni elementi, ravne ali kotne prirobnice za stikalne bloke in transformatorje, omarice za vmesno in končno kabelsko napajanje do nazivnega toka 1600 A (2000 A in 2500 A po posebnih zahtevah),
  • enojna kolena, leva, desna,
  • dvojna kolena,
  • montažni okvir in zaključni pokrov zbiralčnega sistema,
  • pribor za zunanjo požarno zaščito,
  • odcepne omarice do In = 630 A.

Načrtovanje sistemov

Sistem zbiralk je zaradi širokega nabora možnosti, ki jih ponuja, zelo kompleksen. Ker je tudi drag, je smiselno in potrebno, da je načrtovan zelo skrbno in natančno. Napak, narejenih pri načrtovanju in specifikaciji opreme, se pri montaži sistema ne more popraviti. Pri načrtovanju vašega sistema vam z veseljem lahko pomagajo izkušeni strokovnjaki Elsinga, ki za to uporabljajo posebno programsko orodje EATON Busbar Layout Tool, s katerim načrtujejo zbiralčne sisteme, rezultate pa lahko prenesejo v vsako običajno CAD-okolje. Rezultat načrtovanja je poleg grafike tudi potrebna specifikacija opreme za izvedbo takega sistema.

Pred načrtovanjem moramo najprej izbrati potreben nazivni tok zbiralčnega sistema in material zbiralk (glej tabelo na prejšnji strani). Definirati moramo tudi inštalacijski sistem oziroma konstrukcijo zbiralčnega sistema. Pri tem si pomagamo s katalogom Power Xpert Busbar.

Na voljo imamo naslednje sisteme:

  • 4 zbiralke v funkciji (4 bar): L1, L2, L3 in N; PE predstavlja ohišje,
  • 5 zbiralk v funkciji (5 bar): L1, L2,L 3, N, PE,
  • 5 zbiralk v funkciji (5 bar): L1, L2,L 3, N, FE (Functional Earth); PE predstavlja ohišje,
  • 5 zbiralk v funkciji (5 bar): L1, L2,L 3, 2xN, PE predstavlja ohišje (5 bar 200%N),
  • 6 zbiralk v funkciji (6 bar): L1, L2,L 3, 2xN, PE.

V tem naboru možnosti obstajata dve novosti, ki ju je potrebno dodatno obrazložiti. Prva je ta, da obstaja možnost izbire sistema z dvojnim presekom 2 x N-zbiralke. To je posledica vse pogosteje uporabljenih nesimetričnih bremen, ki povzročajo višje harmonike, ki dodatno termično obremenjujejo fazne in tudi N-zbiralko, ki je lahko obremenjena celo bolj kot fazne zbiralke. Druga možnost je, da ima zbiralčni sistem tako imenovano čisto zemljo (FE), ki je ločena od zaščitnega vodnika PE, ki ga predstavlja ohišje. Taka "čista zemlja" zmanjša možnosti za vpliv napetostnih motenj, ki se lahko pojavljajo na PE-zaščitnih vodnikih in izboljša EMC-skladnost napajalnega sistema. Obe novosti sta še posebej uporabni v inštalacijah napajanja večjih računskih centrov.

Ko v prostoru lociramo glavne naprave, ki jih nameravamo povezati, se lahko lotimo načrtovanja zbiralčnega sistema. V osnovi poskušamo problem realizirati s standardnimi elementi, ki so tudi najcenejši. Če projekta ne moremo realizirati samo s standardnimi elementi, si moramo pomagati z elementi, ki so izdelani po meri, kot to prikazuje slika 3. Najracionalneje je, da si za prilagajanje izberemo raven element sistema, ki je na sliki 3 označen z X.

Požarna odpornost zbiralčnih sistemov

Stisnjena konstrukcija zbiralk brez vmesnega prostora preprečuje prehod ognja preko zbiralke. Notranja požarna zaščita zato ni potrebna (niti ni izvedljiva). Z zunanjo požarno zaščito, ki jo lahko namestimo na zunanjo stran zbiralk na prehodih med posameznimi požarnimi sektorji, lahko dosežemo:

1. ognjeodpornost EI 120 po SIST EN 1366-3 i      

2. ohranitev funkcije E120 po DIN 4102-12.

Slika 3 - Načrtovanje zbiralčne povezave Power range

Slika 3 - Načrtovanje zbiralčne povezave Power range

Montaža in zagon sistemov

Za montažo zbiralk XP ne potrebujete posebnega orodja in specialnih znanj. Ker pa je predmet montaže verificiran sistem za razvod električne energije, so pri montaži poleg običajnih "montažerskih" znanj dobrodošle izkušnje, pridobljene pri izdelavi nizkonapetostnih stikalnih blokov.

Glavne komponente sistema so tovarniško testirane z dielektričnim testom trdnosti z napetostjo 3,5 kV AC, odcepne omarice pa z napetostjo 2,5 kV. Kljub temu je po vsaki montaži sistema potrebna kontrola izolacije upornosti sistema (500 VDC) med faznimi vodniki, ničnim vodnikom in ohišjem. Prav tako pa je potrebna kontrola impedance zemeljskega stika.

Slika 4 - Primer vgrajenega zbiralčnega sistema

Slika 4 - Primer vgrajenega zbiralčnega sistema

Slika 5 - Priključek transformatorja

Slika 5 - Priključek transformatorja

Tehnični podatki

Natančni tehnični podatki, kjer so navedeni vsi pomembni podatki (preseki vodnikov in ohišja, ohmske upornosti in kratkostične reaktance, padci napetosti v V za različne faktorje cos v odvisnosti od toka in dolžine zbiralk, podatki za zaščito pred preobremenitvijo in kratkim stikom, mehanski podatki in drugo), so navedeni v katalogu Power Xpert Busbar.

Vzdrževanje

Priporoča se periodična kontrola mehanskih spojev ohišij za zagotavljanje zahtevane stopnje mehanske zaščite. Poleg tega se priporoča tudi termična kontrola zbiralčnega sistema. Če se uporablja termična kontrola sistema, se glavne spoje lahko kontrolira na vsakih 5 let.

Zaključek

V naši inženirski praksi se zbiralčni sistemi ne uporabljajo prav pogosto, čeprav so zaradi velike in verificirane kratkostične in termične trdnosti, velike požarne odpornosti, majhne požarne obremenljivosti in elektromagnetne kompatibilnosti edina korektna rešitev za prenos večjih tokov. Primeri, kjer bi jih morali večkrat srečati, so predvsem povezave med transformatorjem (glej zadnjo fotografijo) in glavnim nizkonapetostnim stikalnim blokom, medsebojne povezave glavnih stikalnih blokov in napajanje močnejših stikalnih blokov in porabnikov ter dvižni vodi v višjih objektih. Prednosti uporabe zbiralčnih sistemov v primerjavi s kabelskimi inštalacijami se v praksi zagotovo potrdijo.

Če ste pred načrtovanjem novega ali rekonstrukcijo starega elektroenergetskega sistema, vam pri realizaciji vaših idej lahko brezplačno pomagajo strokovnjaki Elsing Inženiringa.

Literatura:

- Power Xpert Busbar – Glavni katalog
- Power Xpert Busbar – Tehnična brošura
- Mempower Busbar trunking – Application Notes
- Standard SIST EN 61439-6
- Izjave o skladnosti CE, certifikati DEKRA

 

Nazaj