قضيب التوصيل

قضيب توصيل نحاسي في لوحة
قضبان توصيل نحاسية بقدرة 1500 أمبير داخل رف توزيع الطاقة لمبنى كبير

في مجال توزيع الطاقة الكهربائية ، يُعدّ قضيب التوزيع (أو قضيب التوصيل ) شريطًا أو قضيبًا معدنيًا، يُوضع عادةً داخل لوحات التوزيع الكهربائية ، ولوحات التحكم ، وحاويات قضبان التوزيع، وذلك لتوزيع الطاقة الكهربائية عالية التيار محليًا، أو لنقلها، أو لمحطات التحويل الفرعية. كما يُستخدم لتوصيل معدات الجهد العالي في محطات التحويل الكهربائية، ومعدات الجهد المنخفض في بنوك البطاريات . وهو غير معزول عمومًا، ويتمتع بصلابة كافية لتحمله في الهواء بواسطة أعمدة معزولة. تتيح هذه الخصائص تبريدًا كافيًا للموصلات، وإمكانية التوصيل من نقاط مختلفة دون الحاجة إلى إنشاء وصلة جديدة.

التصميم والتنفيذ

يُحدد تركيب مادة قضيب التوصيل وحجم مقطعه العرضي الحد الأقصى للتيار الذي يمكنه تحمله بأمان. قد تصل مساحة المقطع العرضي لقضبان التوصيل إلى 10 مليمترات مربعة (0.016 بوصة مربعة ) ، ولكن قد تستخدم محطات التحويل الكهربائية أنابيب معدنية بقطر 50 مليمترًا (2.0 بوصة) أو أكثر كقضبان توصيل. تستخدم مصاهر الألومنيوم قضبان توصيل كبيرة جدًا لنقل عشرات الآلاف من الأمبيرات إلى الخلايا الكهروكيميائية التي تُنتج الألومنيوم من الأملاح المنصهرة .   

تُصنع قضبان التوصيل بأشكال متنوعة، تشمل الشرائح المسطحة والقضبان الصلبة، وتتكون عادةً من النحاس أو النحاس الأصفر أو الألومنيوم على شكل أنابيب صلبة أو مجوفة. [ 1 ] تسمح بعض هذه الأشكال بتبديد الحرارة بكفاءة أكبر نظرًا لارتفاع نسبة مساحة سطحها إلى مساحة مقطعها العرضي . يؤدي تأثير التغلغل السطحي إلى انخفاض كفاءة قضبان التوصيل ذات التيار المتردد بتردد 50-60 هرتز والتي يزيد سمكها عن 8 مليمترات (0.31 بوصة) ، لذا تسود الأشكال المجوفة أو المسطحة في التطبيقات ذات التيار العالي. كما يتميز المقطع المجوف بصلابة أعلى من القضيب الصلب ذي القدرة المكافئة على حمل التيار، مما يسمح بزيادة المسافة بين دعامات قضبان التوصيل في محطات التوزيع الكهربائية الخارجية . 

يجب أن يتمتع قضيب التوصيل بصلابة كافية لتحمل وزنه، والقوى الناتجة عن الاهتزازات الميكانيكية ، وربما الزلازل ، بالإضافة إلى تراكم الأمطار في الأماكن الخارجية. علاوة على ذلك، يجب مراعاة التمدد الحراري الناتج عن تغيرات درجة الحرارة بسبب التسخين الأومي وتغيرات درجة الحرارة المحيطة، والقوى المغناطيسية الناتجة عن التيارات العالية. ولمعالجة هذه المخاوف، تم تطوير قضبان توصيل مرنة، تتكون عادةً من طبقات رقيقة من الموصلات. تتطلب هذه القضبان إطارًا هيكليًا أو خزانة لتركيبها. كما يجب مراعاة القوى الميكانيكية الناتجة عن تيارات الأعطال ، والتي قد تصل لحظيًا إلى مئات الآلاف من الأمبيرات.

تقوم لوحات التوزيع بتقسيم التيار الكهربائي إلى دوائر منفصلة في موقع واحد. أما قنوات التوزيع، فهي عبارة عن قضبان توصيل طويلة مزودة بأغطية واقية. وبدلاً من التفرع من مصدر الطاقة الرئيسي في موقع واحد، تسمح هذه القنوات بتفرع دوائر جديدة في أي مكان على طولها.

قد يكون قضيب التوصيل مدعومًا بعوازل أو مغلفًا بمادة عازلة. ويتم حمايته من التلامس العرضي إما بواسطة غلاف معدني مؤرض أو برفعه بعيدًا عن متناول اليد. [ 2 ] تُستخدم قضبان التوصيل المعزولة في قنوات التوصيل المدرجة وفقًا لمعايير UL 857. [ 3 ] قد تكون قضبان التوصيل الخاصة بالخط المحايد للتيار معزولة أيضًا، لأنه ليس من المضمون أن يكون فرق الجهد بين الخط المحايد للتيار والتأريض الآمن صفرًا دائمًا. عادةً ما تكون قضبان التوصيل الخاصة بالتأريض (التأريض الآمن) مكشوفة ومثبتة بمسامير مباشرة على أي هيكل معدني لغلافها. وقد تكون مغلفة بغلاف معدني، على شكل قناة توصيل أو قناة توصيل، أو قضيب توصيل ذي طور منفصل، أو قضيب توصيل ذي طور معزول .

يمكن توصيل قضبان التوزيع ببعضها البعض وبالأجهزة الكهربائية عن طريق البراغي أو المشابك أو اللحام. غالبًا ما تحتوي الوصلات بين أقسام قضبان التوزيع ذات التيار العالي على أسطح متطابقة مصنعة بدقة ومطلية بالفضة لتقليل مقاومة التلامس . عند الفولتية العالية جدًا (أكثر من 300  كيلو فولت) في قضبان التوزيع الخارجية، يصبح التفريغ الهالي حول الوصلات مصدرًا للتداخل اللاسلكي وفقدان الطاقة ، لذلك تُستخدم تجهيزات توصيل خاصة مصممة لهذه الفولتية.

انظر أيضاً

مراجع

  1. "النحاس لقضبان التوصيل: إرشادات للتصميم والتركيب" (ملف PDF) . CopperAlliance.org.uk . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 19 فبراير 2018. تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 أكتوبر 2017 .
  2. "ما هو قضيب التوصيل الكهربائي وأسئلة شائعة أخرى حول قضبان التوصيل النحاسية الكهربائية" . Starlinepower.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 30 أكتوبر 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 أكتوبر 2017 .
  3. "نقاط توزيع الطاقة / التوزيع" . busstrut.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 يناير 2024 .
  4. "IEC 60050 – المصطلحات الكهروتقنية الدولية – تفاصيل رقم IEV 605-02-22: "قضيب توصيل مرن"تمت أرشفة هذا النص من المصدر الأصلي بتاريخ 28 يناير 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 يناير 2019 .
  5. "IEC 60050 – المصطلحات الكهروتقنية الدولية – تفاصيل رقم IEV 605-02-21: "قضيب توصيل صلب"تمت أرشفة هذا النص من المصدر الأصلي بتاريخ 28 يناير 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 يناير 2019 .

للمزيد من القراءة