شینه مسی چیست ؟

باتوجه به اینکه نوع شینه بندی نقش تعیین کننده در تجهیزات و سیستم حفاظت مورد نیاز از نظر کمی و کیفی داشته و بهره برداری صحیح و مطمئن از طرح مورد نیاز به پرسنل کارآمد برای انجام عملیات و تعمیرات و نگهداری بر روی این سیستم ها دارد، لذا انتخاب نوع شینه بندی نمی تواند بدون در نظر گرفتن سطح مهارت های فنی پرسنل قابل دسترس در منطقه به عمل آید.

علاوه برنحوه استقرار فیزیکی تجهیزات در بعضی موارد نوع شینه بندی نیز نقش اساسی در تامین فضای ایمن کاری برای پرسنل تعمیرات و نگهداری دارد که این مورد نیزدر هنگام شینه بندی باید مورد توجه قرار گیرد.

شینه یک مکعب مستطیل و رسانای فلزی است که معمولا از جنس مس یا آلومینیم می باشد و دارای طول است. شینه وظیفه انتقال انرژی به مراکز مصرف را بر عهده دارد و شکل ظاهری آن به صورت شمش یا لوله می باشد.

برای انتقال جریان های پایین از شینه های تکی و دوبل استفاده می شود ولی برای انتقال جریان های بالا از شینه های گرد یا لوله ای استفاده می شود. معمولا تابلوهایی که جریان آن از ۱۲۵ آمپر بیشتر می باشد را به جای کابل کشی شمش کشی ( شینه کشی ) می کنند. چرا که به علت حجم بالای سیم و کابل و آمپر بالا استفاده از سیم ممکن نیست.

شینه ها بیشتر برای اتصال سیم های نول و ارت به کار می روند . می توان به جای استفاده از تعداد زیادی ترمینال ریلی ، از شینه استفاده کرد که باعث می شود فضای تابلو برق به طور قابل توجهی بهینه شود. سایز شینه ها معولا از ۴ پیچ شروع شده و تا ۱۲ پیچ ادامه دارد و با توجه به نیاز، تعداد پیچ  انتخاب می شود. تعویض آسان شینه دارای عیب یکی از ویژگی های این محصول است که سهولت در کار را ایجاد کرده است.

از شینه در تابلو برق جهت هدایت جریان الکتریکی به قطعات مختلف داخل تابلو برق استفاده می شود. این تجهیز دارای مشخصه های طول و عرض و ضخامت می باشد که نوع شمشی آن معمولا به صورت شاخه های ۴ متری در بازار موجود و قابل سفارش می باشد. اما پهنا و ضخامت آن اندازه و ابعاد مختلفی به صورت استاندارد دارد که در زیر آن ها را در واحد mm نام می بریم.

• ۱۵*۳
• ۲۰*۳
• ۲۵*۳
• ۳۰*۳
• ۴۰*۳
• ۲۰*۵
• ۲۵*۵
• ۳۰*۵
• ۴۰*۵۰
• ۵۰*۵
• ۶۰*۵
• ۸۰*۵
• ۱۰۰*۵
• ۲۰*۱۰
• ۳۰*۱۰
• ۴۰*۱۰
• ۵۰*۱۰
• ۶۰*۱۰
• ۸۰*۱۰
• ۱۰۰*۱۰
• ۱۲۰*۱۰

تمام ژنراتور‌ها، ترانسفورماتور‌ها، سیم‌ها و کابل‌های یک نیروگاه یا تبدیل گاه که ولتاژ برابری دارند با یک شمش یا یک رسانا به نام شینه یا باس بار ( Busbar ) در هر فاز به هم متصل می‌شوند. در شینه تمام انرژی ژنراتورها، ترانسفورماتورها یا هر دو بهم می‌پیوندند و از آنجا به طور مستقیم با همان ولتاژ یا به کمک ترانسفورماتور افزاینده یا کاهنده با ولتاژ دیگر به مصرف‌کننده‌ها یا شینه‌های دیگر هدایت می‌گردند. ازاین‌ رو می‌توان گفت که شینه وسیله جمع و پخش انرژی در آن واحد است.

شینه ها را می‌توان به دو دسته کلی تقسیم کرد :

• شینه مسی ساده
• شینه مسی چندتایی

باس بارهای لوله ای

توضیحاتی که تاکنون مطالعه نمودید بیشتر مربوط به باس بارهای تخت بود که در جریان های پایین و در تابلو برق های فرمان به کار برده می شود و معمولا به آن شینه می گویند. ولی در جریان های بالاتر مانند پست های برق و نیروگاه های تولید برق از باس بار لوله ای جهت اتصال دو نقطه با سطح ولتاژ برابر استفاده می شود به عبارتی باس بارهای لوله ای در مراکز تولید برق عمل جمع آوری، انتقال و توزیع انرژی الکتریکی را بر عهده دارند.

باس بارها را از جنس مس یا آلومنیوم و آلیاژهای آن ساخته می شوند ولی به دلایل زیر باس بارهای آلومنیومی از مسی بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند :

• تشعشعات حرارتی و تبادل حرارتی بهتر آلومینیوم نسبت به مس
• ایجاد خاکستر کمتر در موقع جرقه زدن و سوختن آلومینیوم
• واکنش بیشتر مس با گوگرد موجود در هوای آزاد و تشکیل پوسته اکسید مس که هدایت الکتریکی را کاهش می دهد.

پر مصرف ترین آلیاژ برای ساخت باس بارهای لوله ای، آلیاژ ۶۱۰۱ ( مطابق با نام گزاری اتحادیه بین المللی آلومینیوم – Aluminum association ) با انجام عملیات حرارتی T6 است.

این عملیات حرارتی هنگامی به کار برده می شود که استحکام مکانیکی زیاد و هدایت الکتریکی مناسبی مورد نظر باشد و مفهوم آن این است که ابتدا بر روی محصول عملیات حرارتی انحلال و سپس پیر سازی مصنوعی ( Artificial aging ) صورت گرفته است. آلیاژ ۶۱۰۱ توان مقاومت به خوردگی بالایی دارد و از قابلیت جوشکاری و لحیم کاری مناسبی برخوردار است. قابلیت ماشین کاری این آلیاژ متوسط است.

اصول و استانداردهای شینه کشی

• تعداد سوراخ و تعداد پیچ برای اتصال کامل دو شمش به یکدیگر

• عرض شمش ( mm ) تعداد و سایز پیچ ها ، جهت اتصال روی شینه اصلی

برای اتصال کامل دو شمش به یکدیگر، شمش فرعی ( آمپر کمتر ) ،حداقل به اندازه ی مربعی با همان عرض از سطح تماس باید به شمش اصلی متصل باشد.

• نحوه ی اتصال شمش ۵۰ به شمش ۸۰

انواع شینه ها از نظر ظاهری

• سیم هوایی

جنس این نوع شین معمولاً از جنس آلومینیوم مقاوم شده با فولاد است ( ACSR ) که از انعطاف خوبی برخوردار است.

• لوله ای

این نوع شین برای جریان‌های نامی بیشتر از ۳۰۰۰ آمپر اقتصادی تر است.

• شمش با مقطع مستطیلی

این نوع شین عموماً از جنس مس است و بیشتر در تأسیسات داخلی به کار می رود. زیرا انشعاب گرفتن از شمش تخت نسبت به لوله‌ای آسانتر است

خم کردن شینه

همانطور که می دانید، در ساخت تابلوهای برق که دارای جریان بالا می باشند، شینه بندی انجام می شود. فرض کنید کلید کمپکت با جریان نامی ۲۵۰ آمپر داریم و می خواهیم آن را به ترمینال وصل کنیم و یا به کلید دیگری ارتباط دهیم. برای این کار ما باید کابل سایز ۷۰-۹۵ میلیمتر مربع را برای سیم کشی انتخاب کنیم،

ولی مشکل اینجاست که کابل ۹۵ بسیار قطور است و در داخل تابلو برق که اغلب، سیم ها دارای مسیرهای کوتاهی می باشند، فرم دادن کابل غیر ممکن است. بنابراین، برای اتصال و ارتباط بین فیدرها باید از شینه های مسی استفاده شود، زیرا پس از نصب، کاملا در جای خود نصب ثابت می مانند و فرم آن ها مانند کابل، در اثر گرما و لرزش عوض نمی شود و در محل نصب خود حرکت نمی کنند.

چه بسا در جریان های بالاتر مثلا، ۲۰۰۰ یا ۴۰۰۰ آمپر، کارکردن با کابل، غیر ممکن است. پس، شینه بندی در صنعت تابلو برق و پروژه های برق صنعتی و قدرت نقش بسیار مهمی داشته و معمولا جریان بالاتر از ۱۶۰ آمپر، نیاز به شینه بندی دارد. برای اینکه بتوان از شینه مسی در تابلو استفاده نمود، نیاز به تغییر شکل آن ( خم ) خواهیم داشت. این کار به دو شکل دستی یا توسط دستگاه فلزکاری شینه انجام می گیرد.

انواع خم در شینه عبارتند از :

• خم در عرض

از این خم برای تغییر جهت مسیر شینه استفاده می گردد. زاویه این خم معمولا ۹۰ درجه است ولی می توان زاویه دلخواه را ایجاد نمود.

• خم در ضخامت

از این خم جهت ارتباط بین قطعاتی که در کنار هم قرار دارند استفاده می شود. اندازه شعاع این خم بستگی به فاصله دو ترمینالی دارد که باید به یکدیگر متصل گردند. این خم به دوشکل بیضی یا دایره ای است و بدون گرم کردن شینه نمی توان آن را به درستی انجام داد. این خم تنها خمی است که به صورت کاملا مدور انجام می گیرد و امکان انجام آن رو یک خط وجود ندارد. زیرا در این صورت شینه در امتداد خط عرضی پاره خواهد شد.

• خم پله ای

هر گاه دو قطعه هم تراز نباشند، برای این که بتوان ارتباط الکتریکی این دو قطعه را فراهم ساخت، از این خم استفاده می شود. به عنوان مثال دو قطعه را در نظر بگیرید که زیر هم قرار دارند ولی عمق قرارگیری آن ها در تابلو متفاوت است. شینه ارتباطی این دو قطعه دارای دو خم معکوس است تا جهت شینه در ابتدا و انتها تغییر نیابد و در عین حال مکان شینه عمیق تر گردد و یا برعکس.

• خم چرخشی

از این خم به عنوان تاب یا پیچش شینه نیز نام برده می شود و هنگامی از آن استفاده می گردد که نیاز به تغییر جهت سطح شینه در امتداد حرکت شینه باشد.

نکته : در کلیه خم های مذکور حداکثر زاویه مجاز خم ۹۰ درجه می باشد و اگر به زاویه بزرگ تری نیاز داشته باشیم باید از دو خم پی در پی استفاده کنیم.

در انتخاب نوع شینه بندی و آرایش کلیدها و سکسیونرهای یک پست عوامل متعددی را باید در نظر گرفت که عبارتند از :

• قابلیت اطمینان
•  اقتصادی بودن
• انطباق با محدودیت ها و شرایط فیزیکی
•  سادگی و سهولت بهره برداری و تعمیرات و نگهداری و ایمنی برای پرسنل
• وضعیت پست از نظر توسعۀ و تعمیردر حالت کار عادی شبکه
• عوامل مؤثر در شینه بندی
• قابلیت اطمینان و تداوم سرویس دهی
• موقعیت پست در شبکه
• ولتاژ و ظرفیت پست
• اهمیت مصرف کننده
• اقتصادی بودن

تفاوت های شینه نول و ارت

ساختار داخلی شینه ارت به نحوی طراحی شده است که بعد از نصب بر روی تابلو برق ، شینه ارت به بدنه تابلو برق متصل می شود ولی در شینه نول، ارتباط الکتریکی بین شینه و بدنه وجود ندارند. شینه های ارت در طرفین خود دارای پایه می باشند و جهت اتصال هادی های حفاظتی به زمین مورد استفاده قرار می گیرد. در واقع شینه نول اتصال دهنده بین سیم  نول و دستگاه های الکتریکی می باشند.

 تفاوت شینه روکش دار ( فانتزی )  و بدون روکش دار ( مسی)

در مواقعی که  از شینه ها ، در جریان های بالا استفاده می شود بهتر است از شینه ( بدون روکش دار )  مسی و  و برای جریان های کمتر از شینه روکش دار ( فانتزی )  استفاده شود .

برای انتخاب و نصب شینه ها نکات زیر را باید در نظر داشته باشید :

• ظرفیت الکتریکی شینه ها باید حداقل ۱۵۰% شدت جریان نامی کلید اصلی در نظر گرفته شود که این امر باعث بالا رفتن ایمنی می گردد
• فاصله  بین دو شینه  به صورت متوالی نباید کمتر از ۱۰ سانتی متر باشد
• حتما از وارنیش حرارتی برای عایق نمودن شمش های مسی یا آلمینیومی استفاده کرد