Tiêu chuẩn tính toán lựa chọn thanh cái đồng cho tủ điện: Bí quyết sở hữu thanh cái đồng chất lượng

Bạn đã từng tự hỏi về tiêu chuẩn cần thiết để lựa chọn thanh cái đồng cho tủ điện một cách chính xác và an toàn? Bài viết này sẽ cung cấp cho bạn những thông tin quan trọng để giúp bạn hiểu và áp dụng đúng tiêu chuẩn này. Hãy cùng Izumi.Edu.VN tìm hiểu chi tiết!

Tiêu chuẩn tính toán dựa trên cơ sở xác định

Tiêu chuẩn tính toán này dựa trên các cơ sở quan trọng sau:

Bạn đang xem: Tiêu chuẩn tính toán lựa chọn thanh cái đồng cho tủ điện: Bí quyết sở hữu thanh cái đồng chất lượng

• Nhiệt độ phát nóng cho phép của thanh cái đồng là 900°C.
• Nhiệt độ môi trường của thanh cái là 40°C.
• Các thanh cái cách nhau >= 6.3mm (áp dụng cho trường hợp 2, 3 thanh cái).
• Ngoài ra, chúng ta cũng tham khảo từ “International Copper Associations” (Hiệp hội Đồng Quốc tế) và tiêu chuẩn IEC 60439-1 về độ dẫn điện theo diện tích và chu vi bề mặt của thanh cái.

Trích dẫn:

Quy định nhiệt độ tối đa mà thanh cái đồng có thể hoạt động được xác định khả năng dẫn dòng của một thanh cái. Tiêu chuẩn quốc tế và tiêu chuẩn của Anh, Mỹ quy định giới hạn nhiệt độ tăng lên và nhiệt độ môi trường xung quanh tối đa. Tiêu chuẩn BS 159 quy định nhiệt độ môi trường lên đến 35°C và nhiệt độ môi trường xung quanh cao nhất là 40°C. Tiêu chuẩn ANSI C37.20 cho phép tăng nhiệt độ lên tới 65°C so với môi trường xung quanh tối đa 40°C. Điều kiện là phải sử dụng mạ bạc hoặc vật liệu thay thế chấp nhận được và các điểm nối phải sử dụng bu lông. Nếu không, chỉ cho phép gia tăng nhiệt độ khoảng 30°C.

Việc chọn giới hạn nhiệt độ như vậy là do quá trình oxy hóa bề mặt của vật liệu dẫn điện tăng lên nhanh chóng và có thể gây ra sự phát sinh ở các điểm nối trong thời gian dài. Với nhôm, giới hạn nhiệt độ trở nên quan trọng hơn nhiều so với đồng vì nhôm oxi hóa nhiều và dễ hơn đồng. Tiêu chuẩn BS EN 60439-1:1994 và IEC 439 cho phép gia tăng định mức là 60°C hoặc lớn hơn so với môi trường xung quanh là 40°C với điều kiện thực hiện các biện pháp phòng ngừa (như làm mát cưỡng bức).

Tính khả năng dẫn dòng điện

Một phương pháp gần đúng để ước tính khả năng dẫn dòng hiện tại của một thanh cái đồng là giả định một mật độ dòng điện là 2A/mm2 (1250 A/in2) trong không khí tĩnh lặng. Tuy nhiên, phương pháp này chỉ nên được sử dụng để ước tính kích thước khả năng của thanh cái, trong khi kích thước cuối cùng nên được lựa chọn sau khi xem xét các phương pháp tính toán và kết quả thực nghiệm trong phần tiếp theo.

Phương pháp tản nhiệt

Dòng điện sẽ tạo ra nhiệt độ tăng lên đặc biệt trong các dây dẫn. Quá trình này phụ thuộc vào sự cân bằng giữa tốc độ phát nhiệt từ thanh cái và tốc độ làm mát cho thanh cái. Có ba phương pháp tản nhiệt: đối lưu, bức xạ và truyền nhiệt. Đối lưu và bức xạ thường được sử dụng để tản nhiệt và xác định khả năng dẫn dòng của thanh cái. Truyền nhiệt chỉ có thể được sử dụng khi nhiệt độ có thể được dẫn vào một hệ thống tản nhiệt bên ngoài hoặc nơi có khả năng làm mát.

Dòng điện được ước tính cho thanh phẳng và tròn

Có thể sử dụng các công thức sau để ước tính dòng điện cho thanh cái đồng phẳng và tròn dẫn dòng trực tiếp. Các công thức này cũng áp dụng cho dòng điện xoay chiều với hiệu ứng và tỷ lệ gần ở mức 1.0, phù hợp với đa số ứng dụng có dòng điện nhỏ. Cách tính cho các cấu hình và điều kiện khác có thể tìm thấy trong các phần tiếp theo.

• Thanh cái phẳng:
  • I = 7.73 A^0.5 P^0.39
  • Trong đó:
    • I là dòng điện (Ampere)
    • A là diện tích mặt cắt ngang (mm2)
    • P là chu vi của dây dẫn (mm)

Dựa trên những lý thuyết cụ thể trên, ta có thể tính toán dòng điện cho một số thanh cái như sau:

1.a) Đối với thanh cái 150x10mm

• Chu vi của 1 thanh cái (P) = (150+10)x2 = 320mm
• Diện tích của 1 thanh cái (A) = 150 x 10 = 1500mm2
  Theo công thức: I = 7.73 A^0.5 P^0.39 = 7.73 1500^0.5 320^0.39 = 2837A

Vì vậy, một thanh cái đồng kích thước 150x10mm có thể dẫn được dòng điện là 2837A khi đứng độc lập. Tuy nhiên, khi ghép nhiều thanh trên cùng một pha với khoảng cách giữa 2 thanh >= 6.3mm, ta phải tính đến hệ số phát nhiệt giữa 2 thanh. Đối với 2 thanh ghép với nhau, hệ số là 1.7; và đối với 3 thanh, hệ số là 2.25. Vậy nếu ghép 2 thanh 150x10mm, dòng điện có thể dẫn là: I2 = 2837A * 1.7 = 4823A với các điều kiện nhiệt độ và phương pháp làm mát đã được đề cập ở trên.

1.b) Đối với thanh cái 4x60x10mm với mỗi 2 thanh xếp chồng lên nhau tương đương với 2 bản thanh cái 120×10

• Chu vi của 1 thanh cái (P) = (120+10)x2 = 260mm
• Diện tích của 1 thanh cái (A) = 120 x 10 = 1200mm2
  Theo công thức: I = 7.73 A^0.5 P^0.39 = 7.73 1200^0.5 260^0.39 = 2337.5A

Vì vậy, một thanh cái đồng tương đương kích thước 120x10mm có thể dẫn được dòng điện là 2337.5A khi đứng độc lập. Tuy nhiên, khi ghép nhiều thanh trên cùng một pha với khoảng cách giữa 2 thanh >= 6.3mm, ta phải tính đến hệ số phát nhiệt giữa 2 thanh. Đối với 2 thanh ghép với nhau, hệ số là 1.7; và đối với 3 thanh, hệ số là 2.25. Vậy nếu ghép 2 thanh 120x10mm, dòng điện có thể dẫn là: I2 = 2337.5A * 1.7 = 3974A với các điều kiện nhiệt độ và phương pháp làm mát đã được đề cập ở trên.

Bảng khả năng dẫn dòng của một số thanh cái đồng

Dưới đây là bảng khả năng dẫn dòng của một số thanh cái đồng theo cách tính như trên:

(với sự giúp đỡ từ Phúc ND – 3CElectric)

Đó là những thông tin quan trọng về tiêu chuẩn tính toán lựa chọn thanh cái đồng cho tủ điện mà bạn cần biết. Hy vọng bài viết này đã giúp bạn hiểu rõ hơn về cách lựa chọn và tính toán dòng điện cho thanh cái đồng. Đừng quên truy cập Izumi.Edu.VN để cập nhật thêm thông tin hữu ích về điện và tủ điện.

Nguồn: Izumi.Edu.VN

Nguồn: https://izumi.edu.vn/
Danh mục: Tài liệu điện