열 수축 튜브가 배전반의 전기장 분포에 미치는 영향 분석

전력 시스템 규모가 지속적으로 확장되고 산업 장비의 전력 수요가 증가함에 따라 전력망 시스템의 고전압 스위치기어에 대한 신뢰성 요구사항이 지속적으로 증가하고 있습니다. 이러한 요구사항 중 절연 성능은 장비의 안정적인 작동에 영향을 미치는 중요한 요소 중 하나입니다. 중- 및 고{4}}전압 배전반에서 부스바는 일반적으로 캐비닛 간 전기 연결을 위해 벽 부싱을 통과해야 합니다. 부스바 위치 편차, 에어 갭 및 절연재 구성은 전기장 분포에 직접적인 영향을 미칩니다. 최근 몇 년 동안 열수축성 단열재는 열 수축 튜브 폴리올레핀 버스바 또는 버스바 슬리브 단열재와 같은 버스바 단열 구조에 널리 사용되어 버스바 시스템의 절연 신뢰성과 환경 적응성을 향상시켰습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

스위치기어 구조에서 메인 버스바, 분기 버스바 및 연결 버스바는 일반적으로 열 수축 튜브 버스바 또는 고체 절연 튜브 버스바를 포함한 일반적인 형태의 절연 부싱으로 보호됩니다. 이러한 절연 구조는 도체 표면의 절연 강도를 향상시킬 뿐만 아니라 금속 도체가 환경 습기, 오염 물질 또는 전기 아크에 의해 영향을 받는 것을 방지합니다. 그러나 벽 부싱을 통해 버스바를 설치하는 동안 설치 오류 또는 장기적인- 기계적 응력으로 인해 버스바가 부싱 중앙에 위치하게 되어 전기장 분포가 변경될 수 있습니다. 따라서 부스바 위치와 절연체 두께가 전기장 분포에 미치는 영향을 분석하는 것은 배전반 설계의 안전성을 향상시키는 데 중요합니다.

 

일반적인 12kV 스위치기어 구조에서 메인 버스바는 캐비닛 간 전기 연결을 위해 절연 벽 부싱을 통과해야 합니다. 버스바는 일반적으로 구리 버스바 PVC 절연 또는 열 수축 버스바 구조와 같이 표면에 절연층이 있는 구리 버스바 구조를 사용합니다. 부스바가 벽 부싱 중앙에 위치하면 시스템의 전기장 분포가 비교적 균일합니다. 그러나 부스바가 수평 또는 수직으로 이동하면 도체와 절연 구조 사이의 공극이 변경되어 전계 강도 분포에 영향을 미칩니다. 시뮬레이션 연구에 따르면 부스바와 벽 부싱 사이의 거리가 클 경우 부스바 위치의 변화는 절연 부품의 최대 전계 강도에 거의 영향을 미치지 않는 것으로 나타났습니다. 그러나 간격이 점차 감소함에 따라 국부적인 전기장 강도가 크게 증가합니다.

 

버스바에 절연 슬리브가 장착되지 않은 경우 최대 전기장은 일반적으로 구리 버스바의 가장자리 또는 둥근 모서리 근처의 공기 영역에서 발생합니다. 부스바가 관통-벽 부싱에 접근함에 따라 공극이 좁아지면서 국지적 전계 강도가 급격히 증가합니다. 최소 간격이 약 2mm 미만인 경우 공기 영역의 전계 강도가 공기 파괴 전계 강도를 초과하여 부분 방전 또는 절연 파괴의 위험이 증가할 수 있습니다. 따라서 실제 설계에서는 일반적으로 시스템의 전체 절연 수준을 향상시키고 전계 집중을 줄이기 위해 부스바 절연 튜브 또는 부스바 절연 시트와 같은 절연 구조가 사용됩니다.

 

열수축-절연 슬리브를 버스바 표면에 설치하면 전기장 분포가 변경됩니다. 예를 들어, 열 수축 슬리브 BusBar 또는 맞춤형 부스바 절연 튜브를 사용하는 경우 절연 층은 도체와 공기 사이에 유전체 층을 추가하여 국부적인 전기장 경로를 변경합니다. 시뮬레이션 결과는 부스바와 관통벽 부싱 사이의 간격이 클 때 두께가 다른 열수축 슬리브가 최대 전계 강도에 미치는 영향이 크지 않음을 보여줍니다. 그러나 부스바가 부싱에 접근함에 따라 공기 영역은 가장 집중된 전기장의 위치로 유지되고 전기장의 강도는 거리가 감소함에 따라 크게 증가합니다. 다양한 절연체 두께의 영향에 대한 추가 연구에 따르면 버스바와 부싱 사이의 거리가 클 경우 시스템 전계는 주로 공극에 의해 결정되며 부싱 두께의 변화는 최대 전계 강도에 제한적인 영향을 미칩니다. 그러나 부스바와 부싱 사이의 간격이 약 5mm 미만이 되면 절연체 두께가 전계 분포에 큰 영향을 미치기 시작합니다. 이 경우 더 두꺼운 열 수축 튜브 BusBar 구조를 사용하면 도체와 부싱 사이의 공극이 더욱 줄어들어 잠재적으로 공기 영역의 전계 강도가 증가하여 부분 방전의 위험이 높아집니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

공기 갭이 작을수록 공기 영역의 최대 전계 강도는 일반적으로 부스바와 부싱 사이의 거리가 감소함에 따라 급격히 증가합니다. 동시에, 더 두꺼운 절연층은 공기 공간을 더욱 압축하여 국부적인 전기장이 더 집중되게 만듭니다. 따라서 부스바 절연 구조의 설계에는 절연체 두께와 공극 간의 균형을 종합적으로 고려해야 합니다. 부스바 슬리브 절연 또는 PVC 절연 부스바와 같은 적절한 절연 구조는 에어 갭의 과도한 압축을 피하면서 절연 안전을 보장할 수 있습니다.

 

시뮬레이션 결과를 검증하기 위해 부분방전 실험을 통해 다양한 구조물에 대한 비교시험을 수행하였다. 실험 결과에 따르면 버스바가 관통벽 부싱에 점진적으로 접근할수록 시스템의 초기 부분 방전 전압이 크게 감소하며, 이는 국부 전계 강도가 부분 방전이 발생할 가능성이 있는 수준에 도달했음을 나타냅니다. 경우에 따라 열수축 튜브 구조의 절연 구리 부스바와 같은 절연층을 추가하더라도 에어 갭이 너무 작으면 전계 집중이 여전히 발생할 수 있습니다. 따라서 부스바 설치 위치를 적절하게 제어하는 ​​것은 절연 안전을 보장하는 데 중요한 조치로 남아 있습니다.

 

시뮬레이션 분석과 실험 결과를 결합하여 몇 가지 주요 결론을 도출할 수 있습니다. 첫째, 부스바와 관통벽 부싱 사이의 거리가 약 5mm보다 큰 경우, 부스바 위치의 변화는 전기장 분포에 상대적으로 작은 영향을 미치며, 절연 부싱의 두께도 최대 전기장 강도에 제한적인 영향을 미칩니다. 둘째, 부스바와 부싱 사이의 간격이 5mm 미만인 경우 공기영역의 최대 전계강도가 크게 증가하며, 절연층이 두꺼울수록 공기영역의 전계 집중도가 높아진다. 마지막으로 실제 엔지니어링 응용 분야에서는 부스바 설치 위치와 절연 구조 설계를 적절하게 제어하는 ​​것이 공기 파손을 방지하고 장비의 절연 신뢰성을 향상시키는 데 중요합니다. 이러한 설계 원칙은 기존 스위치기어뿐만 아니라 신에너지 차량 전기 시스템의 EV 배터리 커넥터, EV 배터리 터미널 버스 바, 배터리 터미널 버스 바와 같은 고전류 연결 구조에도 적용됩니다.

 

 

고전압 개폐 장치, 배전 시스템, 신에너지 전기 연결 분야에서 버스바 절연 구조는 시스템 신뢰성에 상당한 영향을 미칩니다. 우리 회사는 고성능 버스바 절연 솔루션의 연구, 개발 및 제조에 중점을 두고 다양한 유형의 PE 열수축 튜브 절연 버스바, 버스바 절연 튜브,열수축 슬리브 BusBar, 맞춤형 부스바 절연 튜브 제품. 이러한 절연 부품은 배전 개폐 장치, 에너지 저장 시스템, 신에너지 자동차 배터리 연결 시스템 및 산업용 전력 장비에 널리 사용되며, 버스바 시스템의 절연 성능과 작동 안전성을 효과적으로 개선하고 신뢰성이 높은 전원 연결을 안정적으로 보장합니다.