Copper Busbar Ampacity Chart

Hai thứ đọc ra từ bảng này trước khi dùng nó. Thứ nhất, cột AC và DC gần nhau ở 50/60 Hz vì độ sâu bề mặt trong đồng ở tần số đó vượt mọi chiều dày thanh liệt kê ở đây; các cột chỉ phân kỳ khi tần số tăng. Thứ hai, các con số này giả định một thanh đơn trong không khí mở — các thanh xếp chồng hoặc bó gói giảm định mức nhanh, theo các hệ số dưới đây.

Các tiết diện là giá trị tham chiếu để lập kế hoạch, không phải đặc tả phát hành: mọi phần phát hành được tính cỡ đối chiếu lắp đặt và môi trường thực của bạn. Đồng tiêu chuẩn của chúng tôi là C11000; khi nhôm được chọn vì trọng lượng hoặc chi phí, nó cần tính cỡ riêng — xem vật dẫn thanh cái đồng và nhôm.

Một lý do nữa bảng dùng mức tăng 30 °C cố định: nhiệt là thứ cuối cùng giới hạn phần. Điện trở đồng tăng khoảng 0.4% mỗi °C, nên một vật dẫn chạy ở 100 °C tản khoảng 40% nhiệt nhiều hơn cho cùng dòng so với một vật ở 20 °C. Một mức tăng 30 °C trên môi trường 40 °C đưa vật dẫn gần 70 °C — thoải mái bên trong một hệ điện môi 105 °C với biên độ còn lại. Nếu vỏ của bạn đã chạy nóng, bạn đang mua biên độ bạn không thể dùng; tính cỡ theo môi trường thực thay vào đó. Mọi phần phát hành qua kiểm tra hipot, điện trở cách điện và thông mạch dưới quy trình thử thanh cái nội bộ của chúng tôi, với các hồ sơ lô được cung cấp khi được đòi.

Cách các hệ số kết hợp có ý nghĩa hơn bất kỳ hàng đơn nào. Giảm định mức nhân lên: một phần định mức 450 A trong không khí tự do ở 40 °C, lắp trong một tủ kín (khoảng −20%) ở môi trường 60 °C (khoảng −20% từ nhiệt độ), hạ gần 450 × 0.8 × 0.8 ≈ 290 A — không phải 450 trừ 40. Đối xử các hàng như các hệ số nhân độc lập và xếp chồng chúng.

Hai hệ số nữa quyết định các thiết kế thực ít thường xuyên hơn nhưng nặng hơn:

• Độ cao trên khoảng 2000 m — không khí loãng làm mát kém và đánh thủng điện dễ hơn. Kế hoạch giảm định mức cả dòng lẫn cấp điện áp, và thử các phần với điện áp đã sửa, như được giải thích trong phóng điện cục bộ trong các thanh cái ép lớp.
• Chia sẻ lớp — trong một chồng ép lớp tổng diện tích đồng đặt việc làm nóng, nhưng mỗi lớp chỉ thấy cổ phần của nó trong dòng. Chia sẻ không đều là một giảm định mức ẩn; xem đoạn tiếp theo.

Có một trần mà bảng hệ số nhân không thể thể hiện: giới hạn nhiệt độ điện môi. Đồng có thể sống sót 120 °C, nhưng một hệ màng 105 °C thì không. Trong thực tế bạn đối chiếu nhiệt độ vật dẫn tính được đối chiếu cấp điện môi — một hệ 105 °C muốn vật dẫn gần 70–80 °C, trong khi một hệ nhiệt cao 130 °C cho cùng đồng mang khoảng 20–30% dòng nhiều hơn. Chọn cấp điện môi do đó là một phần của tính cỡ dòng, không phải một bước riêng. Hệ quả đời được phủ trong quản lý nhiệt thanh cái.

Cơ chế là đối xứng. Nơi các đầu cực dương và âm ra khỏi chồng lớp cạnh nhau, từ trường của chúng triệt tiêu và dòng phân bố đều xuyên các lớp song song. Nơi một đầu cực nằm lệch, hoặc các lớp vào từ các mép khác nhau, chênh lệch trở kháng — nhỏ ở DC, đáng kể ở tần số đóng cắt — đẩy nhiều dòng hơn xuyên một lớp. Lớp đó đạt giới hạn nhiệt của nó đầu tiên, trong khi đồng của lớp mát hơn được mua vô ích.

Các quy tắc chúng tôi áp dụng trong DFM:

• Định tuyến các lối ra dương và âm ở cùng mép, với số đầu cực khớp mỗi lớp.
• Giữ chiều dài các lớp trong vài phần trăm của nhau; một lớp ngoài dài là một lớp trở kháng cao.
• Đối với đường gợn tần số cao từ tụ link DC đến mô-đun, công nhận chia sẻ bằng một mô phỏng mật độ dòng chứ không phải số học.

Tần số cao đổi bức tranh một lần nữa. Trên khoảng 1 kHz, bề mặt và hiệu ứng gần đẩy dòng đến các bề mặt vật dẫn, nên một thanh dày đơn lãng phí trung tâm của nó. Một chồng ép lớp các lớp mỏng hơn với các mặt phẳng chồng lên hành xử tốt hơn về điện ở các tần số này so với cùng tiết diện trong một tấm — một lý do khác hình học xếp chồng được ưa thích cho các đường link DC, không chỉ cho bố cục đầu cực.

Bảng dòng định mức che giấu vật lý: một định mức dòng thực sự là một phép tính giới hạn nhiệt. Đối xử dòng nhiệt như một mạch điện — định luật Ohm trong trang phục nhiệt:

• Thông lượng nhiệt Q = P_loss / A, bằng watt mỗi mét vuông bề mặt.
• Mức tăng nhiệt ΔT = Q × R_th, nơi tổng điện trở nhiệt R_th = R_dẫn + R_đối lưu + R_bức xạ từ điểm nóng đến môi trường.

Dẫn nhiệt bên trong chồng lớp không phải nút thắt. Đồng tản nhiệt cực tốt — độ dẫn nhiệt khoảng 370–400 W/m·K — và ngay cả màng điện môi 0.2–0.4 mm chỉ sụt khoảng 0.5–1 °C xuyên chính nó. Khối riêng của trung bình hóa nhiệt trên toàn bề mặt của nó.

Đối lưu ra môi trường thống trị làm mát tự nhiên. Một ép lớp phẳng, mỏng trình bày một bề mặt rất lớn cho thể tích của nó — một lợi thế vốn có so với một bó cáp tròn. Khả năng thông lượng nhiệt tham chiếu: đối lưu tự nhiên khoảng 5 W/dm²; không khí cưỡng bức với quạt khoảng 50 W/dm². Hướng lắp cũng dịch kết quả: lắp đứng thường cải thiện thải nhiệt khoảng 20% so với ngang.

Bức xạ đóng góp nhiều hơn mọi người kỳ vọng. Đồng trần đánh bóng gần như không bức xạ (độ phát xạ khoảng 0.03); một bề mặt ngoài sơn hoặc ép màng đạt khoảng 0.9. Đối với một phần làm mát tự nhiên, bức xạ chiếm khoảng 40% tổng thải nhiệt — đó là lý do một thanh cái sơn đen có thể chạy mát hơn khoảng 25 °C so với cùng thanh để trần, phản trực giác như nó nghe.

Tổn hao dẫn thanh cái thường là 10–100 W, nên làm mát không khí tự nhiên hầu như luôn đủ; bạn không cần quạt chính thanh, dù làm mát quạt lân cận thêm biên độ. Cơ chế đầy đủ, gồm thực hành đo, nằm trong quản lý nhiệt thanh cái.

Một ví dụ làm việc nhanh làm ngân sách bề mặt hữu hình. Với mức tăng tối đa 30 °C và một hệ số truyền nhiệt tổng gần 20 W/m²·K trên cả hai mặt, một ép lớp làm mát tự nhiên thải khoảng 6 W mỗi décimet vuông bề mặt. Một thanh 25 × 40 cm do đó tản khoảng 60 W mà không cần quạt nào — thoải mái trên dải tổn hao 10–100 W điển hình của các phần này. Không khí cưỡng bức nâng hệ số truyền nhiệt lên 50–100 W/m²·K, khoảng 5–10 lần giá trị tự nhiên, và cho phép 2–3 lần dòng trên cùng đồng. Trong thực tế lưu lượng không khí quanh một chồng lực đã thêm biên độ này, đó là lý do các phép tính làm mát thanh cái thường bắt đầu từ đối lưu tự nhiên và dừng ở đó.

Định mức liên tục hỏi thanh có thể mang gì mãi mãi. Nhiệm vụ xung hỏi một điều khác: đồng có thể hấp thụ bao nhiêu nhiệt trước khi đạt giới hạn nhiệt của nó. Khối đồng là một hồ nhiệt — các xung ngắn, dòng cao đổ năng lượng vào khối nhanh hơn bề mặt có thể thải nó, và mức tăng phụ thuộc thời lượng xung và lặp lại, không chỉ dòng RMS.

Thực hành tham chiếu để tính cỡ các xung:

• Các xung rất ngắn, mili giây: thanh có thể hấp thụ vài lần định mức liên tục của nó, vì làm mát bề mặt hầu như không có thời gian tác động. Năng lượng (I² × t), không phải dòng ổn định, là đồng tiền.
• Các xung dài, giây đến phút: hồ đầy. Dòng trung bình xuyên chu kỳ nhiệm vụ cuối cùng đặt nhiệt độ, và bạn rơi về tính cỡ liên tục.
• Giữa hai chế độ chúng tôi mô phỏng quá độ chứ không đoán — chiều dày vật dẫn, không chỉ diện tích, quyết định nhiệt lan nhanh thế nào.

Các kịch bản xung trong các thiết kế thực bao gồm khởi phát vào các tụ link DC, dòng khởi động động cơ, và các đỉnh sạc-xả trong các hệ thống lưu trữ. Nếu hồ sơ dòng của bạn là xung, gửi chúng tôi chiều rộng xung, đỉnh và tốc độ lặp lại; phép tính khối nhiệt được lập hồ sơ kèm tờ tính cỡ.

Tương phản hai chế độ trên cùng phần: một thanh đồng 30 × 5 mm định mức khoảng 450 A liên tục trong không khí tự do có thể thoải mái mang 900–1000 A trong một phần giây trong lúc khởi động động cơ, vì nhiệt không có thời gian đến bề mặt. Giữ cùng 900 A đó trong một phút, và cùng thanh quá nóng — hồ đã đầy và các quy tắc liên tục tiếp quản. Biết bạn đang ở chế độ nào là nửa bài toán tính cỡ. Khối nhiệt cũng quyết định hành vi sự cố: một đỉnh ngắn mạch vài kiloampe trong vài chu kỳ không làm nóng một thanh tính cỡ tốt, đó là một lý do nữa tiết diện vật dẫn, không chỉ dòng liên tục, được lập hồ sơ trong bản vẽ phát hành.

Bảng trở nên hữu ích một khi được neo vào một chu kỳ nhiệm vụ. Ba cấu hình tham chiếu — các giá trị lập kế hoạch điển hình, được công nhận theo bản vẽ:

Hàng đường sắt ánh xạ đến trang thanh cái kéo đường sắt của chúng tôi, nơi trường hợp môi trường — các dao động nhiệt rộng, ẩm, liên tục dịch vụ — thúc đẩy một giảm định mức bảo thủ hơn bất kỳ ứng dụng nào khác.

Các thứ này ánh xạ đến các vai trò hiện trường được mô tả trong các thanh cái EV, các thanh cái lưu trữ năng lượng và các thanh cái inverter — mỗi trang ứng dụng liệt kê môi trường nhiệt và điện thúc đẩy giảm định mức. Cùng mẫu tính cỡ lặp lại trong các thanh cái trạm sạc EV — phân phối liên tục chỉnh lưu-đến-ổ cắm với gợn thấp — và trong phân phối lực trung tâm dữ liệu, nơi các mặt phẳng phẳng, hồ sơ thấp mang DC cấp giá với độ tin cậy cao. Trong mọi trường hợp con số liên tục từ bảng là vạch bắt đầu, không phải đặc tả cuối.

• Bắt đầu với dòng liên tục và cấp điện áp của bạn.
• Áp dụng các hệ số giảm định mức cho lắp đặt và môi trường thực của bạn.
• Chọn tiết diện vật dẫn và số lớp với biên độ.
• Xác nhận cấp nhiệt của điện môi đối chiếu nhiệt độ kết quả.

Rồi xác nhận tự cảm vòng dây của hình học đã chọn. Khả năng dòng và tự cảm được tối ưu cùng nhau, không phải riêng — xem thiết kế thanh cái tự cảm thấp.

Để chạy quy trình này cho bạn chúng tôi cần bốn thứ: dòng liên tục và bất kỳ hồ sơ đỉnh hoặc xung nào, cấp điện áp, môi trường vỏ và chế độ làm mát, và các loại đầu cực. Với những thứ đó, chúng tôi trả về một tiết diện khuyến nghị, số lớp và lựa chọn điện môi, với phép tính được lập hồ sơ bên cạnh báo giá — thường trong vòng một ngày làm việc. Các giá trị trong bảng là tham chiếu lập kế hoạch; mọi phần phát hành được tính đối chiếu bản vẽ của bạn, và phần báo giá luôn mang tờ tính cỡ của nó.