BARA SİSTEMLERİ HAKKINDA GENEL BİLGİLER Günümüzde bara sistemlerinde iletken olarak iki metalden biri tercih edilmektedir. Bunlar bakır ya da alüminyumdur. Ağırlık haricindeki diğer tüm özellikler bakırın daha iyi bir iletken olarak tercih edilme sebebidir. Ayrıca alüminyuma göre daha düşük kesitlerde daha yüksek akım taşıma kapasitesi sebebiyle, bakır baralar kullanarak dağıtım barası için ihtiyaç duyulan alandan tasarruf edilebilir, buda önemli bir özelliktir. ÖZELLİKLER Cu Al Aynı İletkenlik Değerinde 1 0,30 Kilo/uzunluk İletkenlik/kesit Elektriksel 1 0,61 Termal 1 0,50 Gerilme dayanımı 1 0,40 Sertlik 1 0,44 Elastisite modülü 1 0,55 Genleşme katsayısı 1 1,40 Erime noktası 1 0,61
Bara Dizaynında Dikkat Edilmesi Gereken Genel Parametreler Bir busbar seti dizayn ederken, tasarımcı birçok parametreyi göz önünde bulundurmalıdır; Elektriksel Olarak Bir bara ya da bara seti, istenilen akım için uygun kapasitede olmalı ve gerilim düşümüne sebep olacağı göz önünde bulundurulmalıdır. Bunun için Bakır Baralarda Sürekli Yüklenme Akımı çizelgesinden faydalanılabilir. Ayrıca aşağıda belirtilen iki faktör bakırdan geçecek olan akım değerini etkiler: + İletkenin çalışma sıcaklığı + Isınma sebebiyle gerçekleşen enerji kaybı Mekanik Olarak Baraların kesiti ve mekanik dayanımı, kütlesine ve kullanım şekline bağlıdır.
Skin Efekti Skin efekti, akımın baranın dış çevresinde yoğunlaşmasına sebep olan bir etkidir. Bu durum baranın kalınlığına, genişlik/kalınlık oranına, bara malzemesinin rezistansına ve frekansına bağlıdır. Dikdörtgen şeklindeki bir baranın skin efekt katsayısına bakıldığında, genişlik/kalınlık oranı yüksek olan baraların tercih edilmesi daha avantajlı olur. Aynı kesitsel alana sahip baralarda, yüzeyi büyük olanın tercih edilmesi, soğuma ve daha düzgün bir akım yoğunluğu açısından önemlidir. Alternatif akım için skin efektinin şematik gösterimi
Konveksiyon Yoluyla Isı Kaybı Konveksiyon yoluyla ısı kaybı aşağıdakilere bağlıdır: + İletkenin şekline + İletkenin boyuna + Çıkabileceği maksimum sıcaklık noktasına + İletkenlerin arasındaki hava akış miktarına (soğuma için önemlidir) Soğuma, dikdörtgen şeklindeki baraların kenarlarında daha etkilidir. Optimum soğutma için, baralar hava çevrimini en az etkileyecek şekilde ve maksimum yüzey alanına sahip olacak şekilde düzenlenmelidir. Kalın tek bir bara kullanmak yerine, çok sayıda ince bara kullanmak tercih edilmelidir.
Yükseklik ve Atlama Mesafeleri C B A D A A) Yatay bakır iletken B) Bariyer C) Yalıtma aralığı iki iletken nokta arasındaki en kısa mesafedir (havada) D) Yüzeysel kaçak yolu uzunluğu, iki iletken nokta arasındaki en kısa mesafedir IEC 60439-1 hava kirlilik derecesi 3 e göre, minimum yüzeysel kaçak yolu uzunluğu 14 mm olmalıdır.
İyi Bara Bağlantısı Yapmak İçin Dikkat Edilmesi Gereken Hususlar 1) Temas Yüzeyleri : Bara yüzeyleri temas ettirilmeden önce iyice temizlenmeli, oksitsiz ve yağsız olmalıdır. 2) Üst üste gelen baraların yüzey yüksekliği (H), tali baranın kalınlığının 5 katından az olmamalıdır. S = H x L 3) İhtiyaç Duyulan Sıkma Kuvveti (F), yüzey alanı (S) ve optimize edilmiş sabit k = 2,5 dn/mm 2 ile doğru orantılıdır. F = K x S 70 60 50 40 30 20 10 0 0 15 2 3 46 7 F = k x s
4) Sıkma Torkunun hesaplanması: Çinko kaplı bikromatlanmış 8,8 kalite civata kullanılmalıdır. Civataların altına düz ve tırtıklı rondela yerleştirimelidir. Sıkma işlemi tork anahtarı ile gerçekleştirilmelidir. Çinko kaplama demirli metallerin atmosferdeki oksijen ve su buharının aşındırıcı etkisinden korunmasını sağlar. Galvanizlenmiş parçadaki demirin havayla temas etmesini önler, kaplama demir içeren metali ortaya çıkaracak şekilde çatladığında, kırığı çevreleyen çinko, demir için bir tür katot koruması sağlar. Kimyasal açıdan paslanma, metalin yüzeyinde karmaşık demir oksitlerinin oluşmasıdır.ama çinko, demirden daha elektropozitiftir. Yani başka bir elementle kimyasal tepkimeye girerek,kolayca değerlik elektronlarını yitirebilir. İçinde demir bulunan metalle elektiriksel temasın sağlanması halinde, çinko kaplama, atmosferdeki su ve oksijenin ilk hedefi olacaktır.ayrıca çatlak küçükse, çinkonun aşınma ürünleri bu yarıkları doldurur. Kromat kaplama, krozyana karşı direnci artırma ve boyanacak malzemelerde boyanın yüzeye yapışması artırmak için kimyasal yolla bir film tabakası oluşturma işlemidir. Film tabakasının kalınlığı arttıkça krozyon direnci ve elektriksel kontak direnci artar. 5) Sertlik derecesi 8,8 denildiğinde : - Tam sayı kısmı 8 malzemenin çekme mukavemetini açıklar ve 8 x 100 = 800N/mm 2 olarak hesaplanır. - Ondalıklı kısımı 0,8 ise gerilme sınırını (orantısız uzama gerilmesi denir) açıklar ve çekme mukavemeti x 0,8 = 800 x 0,8 = 640N/mm 2 olarak hesaplanır. SIKMA TORKU TABLOSU SERTLİK DERECESİ class 8.8 çekme mukavemeti = 80 dan/mm 2 %2 lik uzama için gerilme sınırı = 8x8 = 64 dan/mm 2 Ø F (dan) Sıkma Torku (Nm) M6 M8 M10 M12 M14 M16 800 1450 2300 3700 4400 6000 13 30 60 110 174 274