Fonctions et types de jeux de barres

 

Une barre omnibus est un conducteur de courant-utilisé dans les centrales électriques, les sous-stations et divers systèmes de distribution d'énergie pour connecter des générateurs, des transformateurs et divers équipements électriques. Il s'agit d'une unité conductrice de base cruciale dans un système électrique, prenant généralement la forme d'une barre omnibus électrique ou d'une barre omnibus de puissance.

 

La fonction principale d’un jeu de barres est de collecter, distribuer et transmettre l’énergie électrique. Grâce au système de jeu de barres, un accès centralisé, une distribution flexible et une sortie stable de plusieurs sources d'énergie peuvent être obtenus, ce qui en fait un élément important pour garantir le fonctionnement sûr et la répartition efficace du système électrique.

 

D'un point de vue structurel fonctionnel, un système de jeux de barres comprend généralement les jeux de barres principaux de l'équipement principal, les jeux de barres de connexion des équipements, les jeux de barres CA de service de station, les jeux de barres du système CC et les petits jeux de barres dans les systèmes secondaires. Dans les applications à courant élevé-, les barres omnibus servent également de supports importants pour les connecteurs et les contacts à courant élevé.

 

 

D'un point de vue structurel global, les jeux de barres peuvent être divisés en trois catégories principales : les jeux de barres exposés, les jeux de barres fermés et les jeux de barres isolés. Différentes formes structurelles présentent des différences significatives en termes de sécurité, de capacité de charge actuelle-, d'utilisation de l'espace et de méthodes de maintenance.

 

 

Les barres omnibus exposées font référence aux barres omnibus directement exposées à l’air, sécurisées par une isolation par l’air et des isolateurs de support. Ils sont largement utilisés dans les systèmes de distribution d’énergie traditionnels.

 

1. Classification par matériau

Les barres omnibus en cuivre possèdent une excellente conductivité, une résistance mécanique élevée et une bonne résistance à la corrosion. Les formes typiques incluent les barres omnibus en cuivre et les barres omnibus en cuivre massif. En raison du coût élevé des ressources en cuivre, les barres omnibus en cuivre sont généralement utilisées dans des environnements corrosifs ou dans des endroits nécessitant une capacité de transport de courant- élevée, comme les zones côtières ou les zones industrielles chimiques.

 

Les jeux de barres en aluminium sont légers, peu coûteux-et riches en ressources. Leur conductivité est juste derrière le cuivre, ce qui les rend largement utilisés dans les systèmes de distribution d'énergie intérieurs et extérieurs. Ils constituent l’un des types de cuivre pour barres omnibus les plus fréquemment utilisés.

 

Les barres omnibus en alliage d'aluminium comprennent principalement deux types : les alliages d'aluminium-manganèse et les alliages d'aluminium-magnésium. Le premier a une capacité de transport de courant élevée-mais une résistance mécanique relativement faible, tandis que le second a une résistance mécanique élevée mais une mauvaise soudabilité, limitant sa plage d'application. Les barres omnibus en acier ont une résistance mécanique élevée mais une faible conductivité et sont généralement utilisées uniquement dans des circuits à faible -courant, haute-tension ou de mise à la terre, tels que les barres omnibus de terre.

 

2. Classification par forme transversale-

Les barres omnibus à section transversale rectangulaire-sont principalement utilisées dans les systèmes de distribution d'énergie de 35 kV et moins. Ils offrent une bonne dissipation thermique, un faible effet de peau et une installation et une connexion simples, ce qui en fait une structure de barre omnibus courante dans les systèmes basse- et moyenne-tension.

 

Les barres omnibus à section circulaire-sont principalement utilisées dans les systèmes extérieurs à haute tension-de 110 kV et plus. Leur objectif principal est de supprimer les décharges corona et d’améliorer la stabilité du système ; il s'agit d'une structure de barre omnibus haute tension typique.

 

Les barres omnibus à section transversale en forme de fente--conviennent aux applications à courant élevé-, offrant une distribution de courant uniforme et une utilisation élevée du métal, ce qui les rend adaptées aux systèmes avec un courant de fonctionnement continu élevé.

 

Les barres omnibus à section transversale-en forme de tube sont principalement utilisées dans les systèmes à courant ultra-élevé-, possédant de bonnes capacités de dissipation thermique et une résistance mécanique élevée, ce qui en fait une forme importante dans les systèmes de tension de barre omnibus à -courant-transportant un courant élevé.

 

Les barres omnibus flexibles toronnées sont généralement composées de fils multibrins en aluminium-ou de fils toronnés en aluminium à âme d'acier-. Adaptés aux applications haute tension-extérieures, ils peuvent absorber les contraintes mécaniques causées par la dilatation et la contraction thermiques et sont couramment utilisés pour les connexions entre les générateurs et les équipements de sous-station.
 

 

Les jeux de barres fermés sont des systèmes de jeux de barres qui enferment complètement les conducteurs dans un boîtier. Ils sont largement utilisés dans les groupes électrogènes de grande capacité et dans les nœuds de transmission et de distribution d'énergie importants, et représentent une direction de développement importante pour les systèmes électriques de jeux de barres modernes.

 

1. Classification des jeux de barres fermés

En fonction du matériau du boîtier, ils peuvent être divisés en barres omnibus-à enveloppe en plastique et en barres omnibus à enveloppe métallique-.

 

En fonction de la structure phase-à-phase, ils peuvent être divisés en barres omnibus fermées non-phase-séparées,-séparées par phases et-séparées par phases. Parmi ceux-ci, les jeux de barres fermés séparés par phases ont un boîtier métallique indépendant pour chaque conducteur de phase, offrant la sécurité et la fiabilité les plus élevées.

 

2. Composition structurelle des barres omnibus fermées séparées par phases

Les jeux de barres fermés séparés par phases-se composent généralement de conducteurs-transportant du courant, d'isolateurs de support, d'un boîtier de protection, de dispositifs d'isolation d'étanchéité, de joints de dilatation et de matériel de connexion. Les structures creuses en aluminium sont couramment utilisées pour les conducteurs porteurs de courant- afin de réduire l'effet cutané ; le refroidissement par eau peut être utilisé pour améliorer la capacité de transport de courant-dans des conditions de courant ultra-élevé.

 

3. Caractéristiques techniques des barres omnibus fermées séparées par phases

Les structures fermées à phases-séparées réduisent considérablement le risque de courts-circuits entre phases-à-et améliorent la sécurité opérationnelle. Simultanément, l'effet de protection du boîtier métallique réduit considérablement les champs magnétiques externes et la génération de chaleur provenant des composants en acier, réduisant ainsi les pertes du système. Cette structure est idéale pour les applications Power Bar BusBar à haute -puissance et haute-fiabilité.

 

Ses inconvénients incluent une consommation de matériaux et des coûts de fabrication plus élevés, ainsi qu'une limitation potentielle de la capacité de transport de courant-si la conception de dissipation thermique est inadéquate.

 

 

Les barres omnibus isolées sont constituées de conducteurs, d’une couche isolante intégrale et d’une structure de blindage. Les conducteurs sont entièrement enveloppés dans un matériau isolant, ce qui représente un système de jeu de barres hautement intégré.

 

Les jeux de barres isolés possèdent des caractéristiques d'isolation complètes et la distance entre phases-à-n'est plus limitée par les niveaux de tension, ce qui réduit considérablement l'espace d'installation. Cela les rend idéaux pour les sous-stations compactes, les sous-stations souterraines et les systèmes de transport ferroviaire.

 

Sa méthode de connexion modulaire rend l'installation plus flexible, permettant des ajustements en fonction des conditions du site et évitant les problèmes d'inégalité de courant causés par plusieurs câbles parallèles. Cela représente une direction de développement importante dans les systèmes de jeux de barres triphasés modernes.
 

 

Avec le développement de nouvelles sources d'énergie, de véhicules électriques, de stockage d'énergie et de grands centres de données, les exigences en termes de capacité de charge, de sécurité et de fiabilité actuelles des systèmes de jeux de barres sont de plus en plus élevées. Que ce soit traditionnelBarres omnibus électriques en cuivreou des jeux de barres fermés et isolés hautement intégrés, ils sont devenus des composants clés indispensables dans les systèmes à courant élevé-.

 

Du point de vue de l'intégration du système, les jeux de barres ne sont pas seulement des unités conductrices, mais également des supports structurels essentiels pour connecter les équipements, optimiser la disposition et améliorer l'efficacité du système. Ils possèdent une valeur technique irremplaçable dans les domaines des connexions à courant élevé-et de la distribution d'énergie.