انتخاب سایز شینه فاز و نول و ارت مطابق نشریه 110

شینه

توزیع توان الکتریکی در تابلوهاي برق به وسیله شینه هاي اصلی که بر اساس نوع کاربري یا درخواست کارفرما معمولا به صورت افقی در بالا، وسط یا پایین تابلو نصب می شود و همچنین شینه هاي توزیع انجام می شود.
براي انتخاب نوع و مشخصات شینه مواردي مانند شرایط محیطی (دماي محیط، درجه حفاظتی، آلودگی) و همچنین الزامات و شرایط اعلام شده از سوي کارفرما (مانند جهت ورودي تغذیه، سطح اتصال کوتاه قابل تحمل Icw) باید در نظرگرفته شود.

انتخاب جنس شینه

شینه هاي اصلی و شینه هاي توزیع در تابلو برق به علت رسانایی الکتریکی بسیار زیاد، تبادل حرارتی خوب، مقاومت در برابر خوردگی و سهولت در نصب عموماً از جنس مس یا آلومینیوم انتخاب می شود.شینه هاي مسی باید از نوع Cu-ETP با خلوص حداقل 99/9 درصد که مشخصه هاي آن با استاندارد ملی ایران مطابقت دارد انتخاب شود.
شینه هاي آلومینیومی باید از نوع آلیاژ سري 1000 مشخصه هاي آن با استاندارد ملی ایران انتخاب شود.شینه هاي قابل انعطاف عمدتاً براي اتصال بین شینه ها و کلید، مطابق با دستورالعمل سازنده آن قابل استفاده است.

انتخاب سایز شینه فاز

اصول کلی

براي محاسبه سطح مقطع شینه هاي تابلو برق موارد زیر در نظر گرفته می شود:

جریان اسم (In) که شینه باید آن را عبور دهد
جریان اتصال کوتاه قابل تحمل (Icw)
دماي محیط اطراف محل نصب تابلو برق
درجه حفاظتی (IP) تابلو برق
ضریب پراکندگی (ضریب همزمانی)
احتمال توسعه تابلو برق در آینده
زمان قطع کلید محافظت کننده شینه

براي این منظور ابتدا جریان نامی که شینه باید آن را عبور دهد با در نظر گرفتن ضریب پراکندگی محاسبه می شود،سپس با مراجعه به جداول شماره(6-9)و (6-10) که به ترتیب بر اساس جریان مجاز پیوسته شینه هاي مسی برابر استاندارد DIN 43671 و شینه هاي آلومینیومی مطابق با استاندارد DIN 43670 است، سطح مقطع اولیه شینه انتخاب و پس از اعمال ضرایب اصلاحی 1 k و 5 k4 ،k3 ،k2 ،k سطح مقطع انتخاب شده تایید یا بازبینی می شود.

یادآوري- علاوه بر روش فوق، جریان عملکرد و همچنین اتلاف توان شینه هاي مسی لخت را می توان براساس استاندارد IEC 61439:2020 محاسبه نمود.

ضرایب همزمانی و بهره برداري

معمولا تمام تجهیزات متصل شده به شینه به طور همزمان و در بار کامل بهره برداري نمی شود، بنابراین لازم نیست به منظور محاسبه و انتخاب سطح مقطع شینه ها مجموع جریان نامی تمام تجهیزات به صورت پیوسته در نظر گرفته شود.ضریب پراکندگی (همزمانی) با در نظر گرفتن شرایط بهره برداري از تابلو برق و بر اساس توافق بین کارفرما و سازنده تابلو انتخاب می شود. در صورت فقدان این اطلاعات، مقدار ضریب همزمانی بین مدارهاي مختلف تابلو می تواند بر اساس مقادیر جدول (6-6) در نظر گرفته شود.

محاسبه سطح مقطع شینه

محاسبه جریان مجاز قابل عبور از شینه با استفاده از فرمول زیر و اعمال ضرایب اصلاحی انجام می شود:

(1-6) Icont = Itable × k1 × k2× k3× k4× k5

Icont:جریان مجاز پیوسته شینه (نهایی)

Itable: جریان مجاز پیوسته شینه بر اساس جدول (6-9) یا (6-10)

k1: ضریب اصلاحی مربوط به رسانایی شینه در صورتی که رسانایی شینه مسی مورد استفاده 56m/Ωmm2 یارسانایی شینه آلومینیومی مورد استفاده 35.1m/Ωmm2 نباشد.شکل(6-11)
k2:ضریب اصلاحی مربو طبه دما ي محیط غیر از 35 درجه سلسیوس و دماي سطح شینه غیر از 65 درجه سلسیوس(شکل6-12)
k3: ضریب اصلاحی مربوط به نصب شینه ها به صورت تخت یا نصب به صورت قائم با طول بیش از 2 متر(جدول 6-7)
k4: ضریب اصلاحی مربوط به اثر پوستی در جریان متناوب تا 60HZ متناسب با چیدمان شینه ها در صورتی که هیچ انشعابی در فاصله بیش از 2 متر از شینه گرفته نشده باشد(شکل 6-13و 6-14)

k5: ضریب اصلاحی مربوط به کاهش ظرفیت جریانی شینه در ارتفاع بیش از1000 متراز سطح دریا(جدول6-8)

مثال: در دماي محیط (ϑu) 35 درجه سلسیوس و حداکثر دماي شینه (ϑs) 80 درجه سلسیوس، ضریب K2 برابر 1/2 است.

انتخاب سایز شینه خنثی

به جز در مواردي که به گونه دیگري بین استفاده کننده و سازنده تابلو توافق شده باشد، حداقل سطح مقطع هادي خنثی باید به شرح زیر باشد:

• براي مدارهایی که سطح مقطع هادي فاز کوچک تر و مساوي 16 میلی مترمربع باشد معادل سطح مقطع هادي فاز.

• براي مدارهایی که سطح مقطع هادي فاز بزرگ تر از 16 میلی مترمربع باشد معادل نصف سطح مقطع هادي فازو حداقل 16 میلی مترمربع.

یادآوري- در بعضی کاربري هاي خاص که منجر به مقادیر بالاي هارمونیک توالی صفر (مثل هارمونیک سوم) می شود، سطح مقطع هادي خنثی باید بزرگ تر باشد. این موضوع به توافق بین استفاده کننده و سازنده تابلو مربوط می شود.

انتخاب سایز شینه حفاظتی

در صورت انجام محاسبات لازم براي تعیین سطح مقطع هادي حفاظتی مطابق محاسبه سایز شینه حفاظتی نتایج به دست آمده ازمحاسبات مبناي تعیین سطح مقطع هادي حفاظتی قرار خواهد گرفت.

در غیر این صورت مقادیر معرفی شده انتخاب سایز هادي حفاظتی مبناي تعیین حداقل سطح مقطع هادي حفاظتی خواهد بود.

انتخاب سایز هادي حفاظتی:

حداقل سطح مقطع هادي حفاظتی باید به شرح زیر باشد:

• براي مدارهایی که سطح مقطع هادي فاز کوچک تر و مساوي 16 میلی مترمربع باشد معادل سطح مقطع هادي فاز

• براي مدارهایی که سطح مقطع هادي فاز بزرگ تر از 16 میلی مترمربع باشد معادل نصف سطح مقطع هادی فاز و حداقل 16 میلی مترمربع

محاسبه سایز شینه حفاظتی

سایز شینه حفاظتی (PE) بر اساس استاندارد IEC 60364-5- 54 و در نظر گرفتن حداقل سطح مقطع هادي حفاظتی به منظور قطع مطمئن کلید حفاظتی مدار در حداقل جریان اتصال کوتاه فاز به هادي حفاظتی در زمان مجاز و تحمل حداکثر جریان اتصال کوتاه قابل پیش بینی با توجه به زمان قطع کلید انتخاب می شود.

SPE: سطح مقطع هادي حفاظتی، بر حسب میلی مترمربع

I: مقدار موثر جریان اتصال کوتاه محتمل (قابل پیش بینی) با امپدانس قابل اغماض که می تواند در هادي حفاظتی جریان یابد، بر حسب آمپر

t: زمان قطع وسیله حفاظتی، بر حسب ثانیه

لازم به ذکر است که تاثیر امپدانس مدارها در محدود کردن جریان خطا و محدود شدن 𝐼2𝑡 (انرژي) توسط وسیله حفاظتی باید در نظر گرفته شود.

k: ضریبی است که به جنس هادي حفاظتی، عایق و سایر قسمت ها و همچنین دماي اولیه و نهایی آن بستگی دارد و مطابق با جدول(6-11) انتخاب می شود.

یادآوري- حداقل سطح مقطع شینه حفاظتی از جنس مس نباید کوچک تر از 60 میلی مترمربع انتخاب شود و به کار بردن شینه از جنس برنج و مانند آن در تابلوهاي برق مطابق با این مشخصات فنی مجاز نیست.