
バスバーの電流定格(アンペア)を決定する方法は?
バスバー(またはバス・バー)は、電力配分における重要なコンポーネントであり、複数の回路の中央接続点として機能します。バスバーの適切な定格は、安全で効率的な電力伝送を確保するために不可欠であり、特に海洋、自動車、産業用電気システムなどの高電流アプリケーションにおいて重要です。この記事では、バスバーの定格を決定する際の重要な要素、材料選択、アンペア容量、環境考慮事項、標準ガイドラインについて検討します。
バスバー定格を決定するための重要な要因:
1. 導体材料の選択
バスバーの材料組成は、その導電性と熱放散に直接影響します。 最も一般的に使用される材料は銅であり、特に高い導電性と酸化に対する抵抗性を持つスズメッキ銅C11000です。 真鍮のような代替品は導電性が低く、効率が低いため、補うために断面積を増やす必要があるかもしれません。 さらに、材料は腐食に強く、ABYC E-11.15.5.1に指定されている導体および端子ルグと電気的に互換性がある必要があります。
2. 断熱基材
電気ケーブルのように、導体の隣にある絶縁体が耐えられる温度が高いほど、ケーブルやバスバーが運ぶことができる電流は大きくなります。 例えば、8AWGの単導体ケーブル(断面積約8.4 mm²)は、75°Cの絶縁で65Aに定格されています。 ただし、同じ8 AWG(8.4 mm²)の導体を持つケーブルは、その絶縁が105°Cに ratedされている場合、80Aに ratedされます。 YIS Marineでは、主に200°C以上の変形温度を持つガラス繊維強化ナイロン66(PA66+GF)をバスバー絶縁基材として使用しており、これにより同じ導体サイズのバスバーが市場で最高の電流定格を持つことが保証されます。
バスバーの電流容量(アンペア容量)計算:
1 温度上昇試験(IEEE方式)
2010年代後半まで、バスバーの定格を決定する一貫した方法はありませんでした。従来の方法は、バスバーの温度上昇試験を利用してその最大定格を決定することです。電気電子技術者協会(IEEE)のガイドラインによれば、「バスバーは、バスバーの任意のセクションを通過する最高の電流に基づいて定格されるべきであり、周囲温度50°Cからの最大50°Cの温度上昇を考慮する必要があります。」
したがって、メーカーはフィールドテストでバスバーに定格電流を適用し、周囲温度50°Cでバスバーのどこかが100°C(50°C + 50°C)を超えないかを確認することで、バスバーの定格を決定することができます。
2. 断面積参照チャート (ABYC)
最近、ABYC(アメリカボート&ヨット評議会)は、バスバーの適切な評価のための適切な断面積を特定するためにE11(E11.15.5)にセクションを追加しました。 要するに、バスバーのアンパシティ(電流運搬能力)は、その断面積(導体経路に開けられた穴の直径の半分を差し引いたもの)、絶縁温度定格、およびエンジンスペースの内外に設置されることを考慮して、ABYC E11の表4A - 4Dを参照することによって決まります。 以下は、ABYC E11(2021年版)における導体と許容電流の例表(4A)です。
公開された評価が同じであっても、バスバーは異なるメーカーによって非常に異なる断面積で設計される可能性があり、その結果、非常に異なる温度上昇結果が得られます。これはバスバーだけでなく、内部バスを持つヒューズブロックやスイッチパネルなどの他の製品にも当てはまります。
その他の設計上の考慮事項
バスバーの定格電流を除いて、海洋やキャラバン環境で適切なバスバーを設計する際に考慮すべき他の要素があります:
1. 絶縁と短絡保護
バスバーは、DCまたはAC接地バスとして使用することを意図していない場合、短絡や環境汚染から保護する必要があります。絶縁カバー付きのバスバーは、良い解決策です。
2. スペーシング
バスバーは、取り付け面から少なくとも0.1インチ(2.54mm)離して配置し、予想される動作温度に耐えられる非金属絶縁体を使用する必要があります。
3. 耐腐食性
海洋または産業環境で使用されるバスバーは、湿気、化学物質、および温度変動に耐える必要があります。海洋環境ではアルミニウムや無メッキ鋼の使用は許可されていません。酸化や腐食を防ぐために、特に高湿度地域では、スズメッキやニッケルメッキなどの電気メッキが必要となることがよくあります。
4. ファスナー
従来、メーカーはバスバーのスタッドにケーブルリング端子を固定するために2つのナットとスプリングワッシャーを使用していましたが、これによりユーザーがリング端子を2つのナットの間に取り付けたり、導電経路の間に1つのナットとスプリングワッシャーを置いたりすることが誤解されることがよくありました。 ナットとスプリングワッシャーは主に(ステンレス)鋼で作られており、電流を導くのには適していません。そのため、ナットとワッシャーをリング端子とバスバーの間に置く不適切な取り付けは、しばしば過剰な熱と高温を引き起こすことがあります。 現代のバスバー設計では、ワッシャーなしのシングルフランジナットがよく使用されており、これにより不適切な取り付けの可能性が排除されます。
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