Was ist eine Sammelschiene?
2023-05-28
Bei der Stromverteilung handelt es sich bei einer Sammelschiene (auch Sammelschiene) um einen Metallstreifen oder eine Metallschiene, die typischerweise in Schaltanlagen, Schalttafeln und Sammelschienengehäusen für die lokale Hochstromverteilung untergebracht ist. Sie werden auch zum Anschluss von Hochspannungsgeräten in elektrischen Schaltanlagen und Niederspannungsgeräten in Batteriebänken verwendet. Sie sind im Allgemeinen nicht isoliert und weisen eine ausreichende Steifigkeit auf, um von isolierten Säulen in der Luft getragen zu werden. Diese Merkmale ermöglichen eine ausreichende Kühlung der Leiter und die Möglichkeit, an verschiedenen Stellen anzuzapfen, ohne eine neue Verbindung herzustellen.
· Design und Platzierung
Die Materialzusammensetzung und die Querschnittsgröße der Sammelschiene bestimmen den maximalen Strom, den sie sicher führen kann. Sammelschienen können eine Querschnittsfläche von nur 10 Quadratmillimetern (0,016 Quadratzoll) haben, elektrische Umspannwerke können jedoch Metallrohre mit einem Durchmesser von 50 Millimetern (2,0 Zoll) (2.000 Quadratmillimetern (3,1 Quadratzoll)) oder mehr als Sammelschienen verwenden . Aluminiumhütten verwenden sehr große Stromschienen, um Zehntausende Ampere zu den elektrochemischen Zellen zu transportieren, die Aluminium aus geschmolzenen Salzen produzieren.
Sammelschienen werden in einer Vielzahl von Formen hergestellt, darunter flache Streifen, massive Stäbe und Stäbe, und bestehen typischerweise aus Kupfer, Messing oder Aluminium in Form von massiven oder hohlen Rohren.[1] Einige dieser Formen ermöglichen aufgrund ihres hohen Verhältnisses von Oberfläche zu Querschnittsfläche eine effizientere Wärmeableitung. Durch den Skin-Effekt sind 50–60-Hz-Wechselstrom-Sammelschienen mit einer Dicke von mehr als etwa 8 Millimetern (0,31 Zoll) ineffizient, sodass bei Anwendungen mit höherem Strom überwiegend hohle oder flache Formen vorherrschen. Ein Hohlprofil hat außerdem eine höhere Steifigkeit als ein Vollstab mit gleicher Strombelastbarkeit, was eine größere Spannweite zwischen den Sammelschienenhalterungen in elektrischen Schaltanlagen im Freien ermöglicht.
Eine Stromschiene muss ausreichend steif sein, um ihr eigenes Gewicht und die Kräfte zu tragen, die durch mechanische Vibrationen und möglicherweise Erdbeben sowie angesammelte Niederschläge bei Außeneinwirkungen entstehen. Darüber hinaus müssen die Wärmeausdehnung aufgrund von Temperaturänderungen, die durch ohmsche Erwärmung und Umgebungstemperaturschwankungen verursacht werden, sowie magnetische Kräfte, die durch große Ströme verursacht werden, berücksichtigt werden. Um diese Bedenken auszuräumen, wurden flexible Sammelschienen entwickelt, typischerweise ein Sandwich aus dünnen Leiterschichten. Sie benötigen für ihre Installation einen Strukturrahmen oder einen Schrank.
Verteilertafeln teilen die Stromversorgung an einem Standort in separate Stromkreise auf. Sammelschienen oder Sammelschienenkanäle sind lange Sammelschienen mit Schutzabdeckungen. Anstatt an einer Stelle von der Hauptversorgung abzuzweigen, ermöglichen sie die Abzweigung neuer Stromkreise an einer beliebigen Stelle entlang der Stromschiene.
Eine Sammelschiene kann entweder auf Isolatoren gestützt oder mit Isolierung umwickelt sein. Sie sind vor unbeabsichtigtem Kontakt entweder durch ein geerdetes Metallgehäuse oder durch Aufstellung außerhalb der normalen Reichweite geschützt.[2] Stromneutrale Sammelschienen können ebenfalls isoliert werden, da nicht gewährleistet ist, dass das Potenzial zwischen Stromneutralleiter und Sicherheitserdung immer Null ist. Erdungssammelschienen (Sicherheitserdung) sind in der Regel blank und werden direkt an das Metallgehäuse ihres Gehäuses geschraubt. Sie können in einem Metallgehäuse in Form eines Sammelschienenkanals oder einer Sammelschiene, einer Sammelschiene mit getrennten Phasen oder einer Sammelschiene mit isolierten Phasen untergebracht sein.
Sammelschienen können untereinander und mit elektrischen Geräten durch Schrauben, Klemmen oder Schweißen verbunden werden. Verbindungen zwischen Hochstrom-Sammelschienenabschnitten verfügen häufig über präzise bearbeitete Passflächen, die zur Reduzierung des Kontaktwiderstands versilbert sind. Bei besonders hohen Spannungen (mehr als 300 kV) in Bussen im Freien wird die Koronaentladung an den Anschlüssen zu einer Quelle von Hochfrequenzstörungen und Leistungsverlusten. Daher werden spezielle Anschlussarmaturen verwendet, die für diese Spannungen ausgelegt sind.
