बसबार चैम्फरिंग और एज रेडियस

आयताकार बसबार मिल से वर्गाकार किनारों के साथ निकलती है और शियर या पंच से ऊपरी सिरे पर बर्र (burr) के साथ निकलती है। अधिकांश फैब्रिकेटर इन किनारों को तोड़ देते हैं (यानी चम्कते हैं)। कारण अलग-अलग होते हैं: इन्सुलेशन को इसकी आवश्यकता होती है, ड्रॉइंग में R3 निर्दिष्ट है, या यह ऑपरेटरों के हाथ कटने से रोकता है। तीनों ही सही हैं, और इनके लिए अलग-अलग त्रिज्याएँ आवश्यक हैं।

उद्योग में कार्य सीमा लगभग R2 से R10 mm है, जो बार के आयाम, वोल्टेज वर्ग और स्थापना वातावरण के अनुसार चुनी जाती है। यह अभ्यास का विवरण है, कोई मानकीकृत आवश्यकता नहीं, और यह अंतर सुनने में जितना लगता है, उससे कहीं अधिक महत्वपूर्ण है।

मानक वास्तव में क्या कहते हैं

कई मशीन और बसबार विक्रेता पेज यह दावा करते हैं कि IEC 61439 "ताँबे की बसबार को चम्काने (chamfer) के लिए बाध्य करता है", और कुछ इससे भी आगे जाकर 800 V से ऊपर के सिस्टम के लिए R3 की न्यूनतम त्रिज्या का हवाला देते हैं, और इसका श्रेय संयुक्त रूप से IEC 61439 और UL 891 को देते हैं।

IEC 61439-1 कहीं भी किनारे की त्रिज्या का नाम नहीं लेता। जो यह करता है वह क्लियरेंस और क्रीपेज आवश्यकताएँ निर्धारित करना है, जिसके लिए यह अपनी डाइमेंशनिंग लॉजिक IEC 60664-1 इन्सुलेशन कॉर्डिनेशन से लेता है, और फिर यह आवश्यक करता है कि समाप्त असेंब्ली डायलेक्ट्रिक विदरैंड टेस्ट में जीवित रहे। किनारे की त्रिज्या उन प्रावधानों को पूरा करने का एक इंजीनियरिंग साधन है। यह कोई नामित आवश्यकता नहीं है, और इसके लिए कोई क्लॉज़ नंबर हवाला देने के लिए मौजूद नहीं है। UL 891 के लिए भी यही सच है।

यह मान लेना कि त्रिज्या अनिवार्य है, सब कुछ पर बिना विश्लेषण के R3 लागू करने की ओर ले जाता है। इसे एक साधन समझने से R2 वहाँ लागू होता है जहाँ R2 पर्याप्त है, R8 वहाँ जहाँ फील्ड समस्या है, और जहाँ बार को टिन करके और 25 mm हवा के साथ दोनों ओर से बोल्ट करके सपाट लगाया जाना है, वहाँ बिल्कुल भी नहीं।

फील्ड समस्या, मानक के अपने शब्दों में

IEC 60664-1 सुरक्षा मानकों में असामान्य है क्योंकि यह सीधे तौर पर इलेक्ट्रोड ज्यामिति को स्वीकार करता है। क्लॉज़ 5.1.3 यह कहकर शुरू होता है कि संवाहक भागों की आकृति और व्यवस्था फील्ड के समरूपता को प्रभावित करती है और परिणामस्वरूप दिए गए वोल्टेज को सहने के लिए आवश्यक क्लियरेंस को प्रभावित करती है।

फिर यह क्लियरेंस टेबल को दो मामलों में विभाजित करता है।

केस A असमरूप फील्ड है। इसके लिए मानक का अपना सबसे खराब-स्थिति मॉडल 30 µm टिप त्रिज्या वाला एक बिंदु इलेक्ट्रोड है जो 1 m × 1 m प्लेन के सामने है। केस A क्लियरेंस का उपयोग संवाहक भागों की आकृति की परवाह किए बिना, और किसी भी वोल्टेज विदरैंड टेस्ट के बिना किया जा सकता है। इसीलिए ये बड़े होते हैं।

केस B समरूप फील्ड है, जिसे लगभग स्थिर वोल्टेज ग्रेडिएंट वाले फील्ड के रूप में परिभाषित किया गया है, जहाँ उदाहरण के तौर पर दो गोले प्रत्येक की त्रिज्या उनके बीच के अंतर से बड़ी होती है। केस B क्लियरेंस छोटे होते हैं। ये तभी अनुमत होते हैं जब संवाहक भागों की आकृति और व्यवस्था उस स्थिर ग्रेडिएंट को प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन की गई हो, और केस A मूल्य से छोटी कोई भी क्लियरेंस को वोल्टेज विदरैंड टेस्ट द्वारा सत्यापित करना होगा।

2.5 kV रेटेड इम्पल्स विदरैंड के लिए, दो मामलों के बीच का अंतर लगभग 1.5 mm और 0.6 mm हवा के बीच का अंतर है। एक कॉम्पैक्ट असेंब्ली में जहाँ फेज अलगाव कैबिनेट की चौड़ाई पर बाध्यकारी बाधा है, वहाँ यह गोलाई में छोटी त्रुटि नहीं है।

स्थायी स्थिति क्लीयरेंस तालिका से जुड़ा नोट यह है: असमान्य फील्ड स्थितियों में आंशिक निर्वहन के बिना डायमेंशनिंग संभव नहीं है। मानक के अनुसार, लगभग 2.5 kV पीक से ऊपर, वियोजन मानों के लिए डायमेंशनिंग कोरोना-मुक्त संचालन नहीं दे सकता है, विशेष रूप से असमान्य फील्डों में, और या तो बड़े क्लीयरेंस का उपयोग करना होता है या फील्ड वितरण में सुधार करना होता है।

फील्ड वितरण में सुधार वही है जो एक एज रेडियस करता है। यह क्लीयरेंस का विकल्प नहीं है, बल्कि वह तंत्र है जो छोटे नंबर के उपयोग की अनुमति देता है, और वह तंत्र है जो समान ज्यामितीय स्पेसिंग पर लगातार आंशिक निर्वहन प्रतिरक्षा बनाए रखता है।

क्रीपेज इस तरह काम नहीं करता। क्रीपेज कार्य वोल्टेज, प्रदूषण डिग्री और मटेरियल ग्रुप द्वारा निर्धारित होता है, और कॉपर को रेडियस देने से आवश्यक क्रीपेज पथ छोटा नहीं होता है। समान क्रीपेज पर, रेडियस अधिक समान फील्ड और केस B क्लीयरेंस के लिए एक अवसर प्रदान करता है। यह सतह पथ पर कुछ भी प्रदान नहीं करता है।

कोरोना, और यह एक धीमी विफलता क्यों है

समान्य फील्ड में समुद्र तल के स्तर पर हवा लगभग 3 kV/mm पर आयनन होती है। एक 90° कॉपर कोना जिसका नाममात्र एज ब्रेक 0.1 mm है, फील्ड को एक फैक्टर द्वारा केंद्रित करता है जो गैप ज्यामिति पर निर्भर करता है, लेकिन गुणात्मक उत्तर यह है कि कोने पर स्थानीय फील्ड गैप के औसत फील्ड से बहुत पहले आयनन तक पहुँच जाता है।

परिणाम एक आंशिक निर्वहन है: एक छोटा, स्थानीयकृत, स्व-विलुप्त होने वाला वियोजन जो गैप को पुल नहीं करता है। कुछ भी ट्रिप नहीं होता। पहले दिन असेंबली अपना सहन परीक्षण पास करती है। निर्वहन ओज़ोन और नाइट्रोजन ऑक्साइड पैदा करता है, जो नमी की उपस्थिति में कार्बनिक इन्सुलेशन पर हमला करते हैं, और निर्वहन स्वयं पॉलिमर सतहों को सीधे क्षरित करता है। विफलता कुछ वर्षों बाद एक ट्रैकिंग दोष के रूप में आती है जिसे कमीशनिंग रिकॉर्ड से समझाया नहीं जा सकता।

यह मध्य-वोल्टेज और नई 800 V से 1500 V डीसी सिस्टम पर रेडियस के लिए मामला है। यह टाइप टेस्ट के बारे में नहीं है। यह इस बारे में है कि टाइप टेस्ट के बीच असेंबली क्या कर रही है।

इन्सुलेशन एक तीखे कोने को चौरस नहीं कर सकता

मैकेनिकल तर्क इलेक्ट्रिकल तर्क से अधिक ठोस है और, अधिकांश लो-वोल्टेज पैनल बिल्डरों के लिए, तत्काल अधिक प्रासंगिक है।

हर सामान्य बसबार इन्सुलेशन विधि एक वर्ग कोने पर अपने विशेष तरीके से विफल हो जाती है।

हीट-श्रिंक ट्यूब रेडियली सिकुड़ता है और एक 90° आंतरिक संक्रमण में ढलता नहीं है। यह कोने को ब्रिज करता है। ब्रिज के नीचे बार की लंबाई के साथ एक एयर वॉइड है, जो सबसे अधिक फील्ड वाले बिंदु पर बिल्कुल स्थित है। भारी-वॉल बसबार ट्यूबिंग भी काफी मोटी होती है कि रिकवरी के दौरान एक तेज किनारा इसे काट सकता है या पतला कर सकता है।

एपॉक्सी पाउडर एनकैप्सुलेशन, इलेक्ट्रोस्टेटिक रूप से या फ्लुइडाइज्ड बेड द्वारा लागू, उसी सतह-तनाव पुल-बैक से पीड़ित है जो किसी भी एज पर हर ऑर्गेनिक कोटिंग को प्रभावित करता है। फिल्म उस स्थान पर पतली हो जाती है जहाँ मोटाई सबसे अधिक आवश्यक है।

पॉलीइमाइड फिल्म बार पर लिपटी या लैमिनेट की गई होती है, तो वह कोने के साथ चलने के बजाय उस पर तम्बू बनाती है, और सेवा में फिल्म का तनाव कोने पर केंद्रित हो जाता है।

ओवरमोल्डिंग कोने पर एक फ्लो शैडो छोड़ देती है, और ठंडा होने पर, पॉलीमर के सिकुड़ने से वह सबसे तीखी विशेषता से पहले हट जाती है।

चारों मामलों में दोष समान है: ज्यामिति के उच्चतम-क्षेत्र बिंदु पर एक गैस-भरा शून्य। यह उसके लिए सबसे खराब संभव स्थान है। एक ठोस पदार्थ (लगभग 4 की सापेक्ष विद्युतशीलता) में जड़े एक शून्य (सापेक्ष विद्युतशीलता 1) में, शून्य का क्षेत्र आसपास के ठोस पदार्थ के क्षेत्र से कई गुना अधिक होता है, जबकि गैस का ब्रेकडाउन शक्ति ठोस पदार्थ की तुलना में बहुत कम होती है। शून्य हर चक्र में पहले डिस्चार्ज हो जाता है, और डिस्चार्ज शून्य की दीवार को तब तक क्षरित करता है जब तक दीवार समाप्त नहीं हो जाती।

एपॉक्सी-भिगोए बसबार इन्सुलेशन पर किए गए कार्य ने इस बिल्कुल उसी क्रम का पता लगाया है: एक बुलबुले के दोष के अंदर आंशिक डिस्चार्ज एपॉक्सी को विघटित करता है, गैस का दबाव बढ़ता है, और दबाव उसकी कठोरता से अधिक हो जाने पर शून्य की दीवार टूट जाती है। प्रारंभिक स्थल दोष है, और दोष वह जगह है जहाँ ज्यामिति ने इन्सुलेशन को सपाट होने के लिए असंभव बना दिया था।

एक गोल कोना इन्सुलेशन को बेहतर नहीं बनाता। यह इन्सुलेशन के लिए सपाट सतह जैसा ही अच्छा होना संभव बनाता है।

पाउडर कोट और पेंट एज पुल-बैक

कोटिंग उद्योग ने इस बहस को दशकों पहले सुलझा लिया था और एक संख्या लिख दी थी।

जब किसी तीखे किनारे पर पॉलीमर कोटिंग लागू की जाती है, चाहे पाउडर हो या तरल, फ्लो-आउट और क्यूरिंग के दौरान सतह तनाव सामग्री को किनारे से दूर खींच लेता है। किनारे पर सूखी फिल्म की मोटाई आसपास के सपाट भाग की मोटाई का एक अंश तक गिर सकती है, इसीलिए पेंटेड इस्पात पर जंग किनारों से शुरू होती है और अंदर की ओर फैलती है, इसके विपरीत नहीं।

ISO 8501-3 किनारों, वेल्ड और सतह खामियों के लिए तीयारी ग्रेड परिभाषित करता है। ग्रेड P3, सबसे संपूर्ण, सभी किनारों को कम से कम 2 mm की त्रिज्या के साथ गोल करने की आवश्यकता रखता है। ISO 12944-3

तब C4 और उससे ऊपर की संक्षारकता श्रेणी में उच्च और बहुत उच्च स्थायित्व के लिए, और Im1 से Im4 तक इमर्सन श्रेणियों के लिए P3 को अनिवार्य बनाता है।

वह 2 mm वही है जहाँ से एक उचित न्यूनतम त्रिज्या वास्तव में आती है, और यह एक इलेक्ट्रिकल मानक के बजाय एक कोटिंग मानक से आता है। यदि ग्राहक R2 के औचित्य के लिए पूछता है, तो प्रशस्ति ISO 8501-3 है, न कि IEC 61439।

Progress in Organic Coatings में प्रकाशित एक व्यवस्थित अध्ययन ने पॉलिश किए गए मेटालर्जिकल क्रॉस-सेक्शन पर गोल इस्पात किनारों पर सूखी फिल्म मोटाई मापी और उसने अपने परीक्षण किए गए सिस्टम में कोटिंग कवरेज पर एज रेडियस का कोई सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं पाया। वह काम संरचनात्मक इस्पात पर था, न कि तांबे के बसबार पर, और यह तंत्र को उलटता नहीं है, लेकिन यह एक अनुस्मारक है कि गोलाई प्रक्रिया और कोटिंग सिस्टम रेडियस संख्या जितना ही महत्वपूर्ण हो सकते हैं। किनारे को गोल करना आवश्यक है। यह अपने आप में पर्याप्त नहीं है।

चैम्फर या रेडियस

ये समान नहीं हैं और इस अंतर पर ड्राइंग चरण में दो मिनट के विचार के लायक है।

एक चैम्फर एक सपाट बेवल है। एक 1 mm × 45° चैम्फर एक 90° कोने को दो 135° कोनों से बदलता है। यह बर्र को हटाता है, हैंडलिंग जोखिम की तीखीपन को कम करता है, और थोड़ा कोटिंग में सहायता करता है। इलेक्ट्रिकली यह अक्सर माना जाता है उससे कहीं कम सहायता करता है, क्योंकि सतह में दो अपविच्छेद (discontinuities) बने रहते हैं और फील्ड अभी भी उन पर केंद्रित होता है, बस कम गंभीरता से।

एक रेडियस एक सच्चा चाप है, जो दोनों मुखों (faces) को टैंजेंट है, जिसमें कोई अपविच्छेद नहीं है। यही फील्ड चाहता है और यही हीट-श्रिंक और ओवरमोल्डिंग चाहती है।

हैंडलिंग सुरक्षा और उस बार के लिए जिसे बोल्ट किया जाएगा और नंगा छोड़ा जाएगा, एक चैम्फर ठीक है और उत्पादन में तेज है। जिस किसी भी चीज़ को इंसुलेटेड, एन्कैप्सुलेटेड किया जाएगा या कुछ सौ वोल्ट से ऊपर तंग फेज स्पेसिंग के साथ चलाया जाएगा, उसके लिए एक रेडियस निर्दिष्ट किया जाना चाहिए और ड्राइंग पर कॉल आउट किया जाना चाहिए, क्योंकि "चैम्फर 1 mm" और "R1" अलग-अलग टूलिंग के साथ उत्पादित होंगे और समान प्रदर्शन नहीं करेंगे।

तांबे में लागत

रेडियसिंग क्रॉस-सेक्शन हटाती है, और क्रॉस-सेक्शन ही एम्पेसिटी है।

प्रत्येक कोने पर हटाया गया क्षेत्रफल R²(1 − π/4) है, या लगभग 0.215 R² है। 1000 mm² क्षेत्रफल वाली 100 × 10 mm बार में, R5 पर चार कोने लगभग 21.5 mm² हटाते हैं, जो थोड़ा 2% से अधिक है। 60 × 10 mm बार में R3 पर यह लगभग 1.3% है। उसी 100 × 10 बार पर एक 1 mm × 45° चैम्फर 2 mm² हटाता है, या 0.2%।

कंडक्टर के दो प्रतिशत विनाशकारी नहीं हैं, लेकिन किसी ऐसी बार पर जो कोई मार्जिन के बिना आकार दी गई हो, वह कुछ भी नहीं है, और यह एन्क्लोजर और ग्रुपिंग के लिए पहले से ली गई डिरेटिंग के साथ जुड़ जाता है। यदि डिज़ाइन सीमा के करीब है, तो एक भारी लोड वाली बार पर बड़े रेडियस के लिए प्रतिबद्ध होने से पहले, कोने की हानि के साथ और बिना ज्यामिति को बसबार एम्पेसिटी कैलकुलेटर में चलाना उचित है।

हाथ, दस्ताने और कारण अधिकांश कारखाने वास्तव में यह करते हैं

एक 0.2 mm बर्र वाला कांस्य का कांटेदार किनारा एक आर्क-फ्लैश दस्ताने को खोल देगा। यह एक हाथ को भी खोल देगा। बसबार भारी है, इसे असेंबली के दौरान बार-बार संभाला जाता है, और इसे अक्सर फिटर के शरीर के वजन के साथ स्थिति में लाया जाता है।

यही कारण है कि ऐसी असेंबलियों पर किनारे के उपचार को निर्दिष्ट किया जाता है जहां कोई फील्ड-केंद्रीकरण तर्क बिल्कुल नहीं होता है, और यह एक पूरी तरह से अच्छा कारण है। यह संयोग से वही है जिसकी मापी जाती है, क्योंकि दस्ताने की खपत और प्राथमिक चिकित्सा रिकॉर्ड ऐसी चीजें हैं जो एक प्लांट मैनेजर पहले से ही ट्रैक करता है।

इसे दोहराने योग्य रूप में उत्पादित करना

बसबार पर किनारे की त्रिज्या को कई कार्यशालाओं में वैकल्पिक माना जाता है क्योंकि यह पहले फाइल या डाई ग्राइंडर से हाथ से किया जाने वाला एक कार्य था, जिसका अर्थ था कि यह असंगत, धीमा और अप्रिय था।

दो मशीन श्रेणियां इसे संबोधित करती हैं। चैम्फरिंग एक मिलिंग स्पिंडल का उपयोग एक फॉर्म टूल के साथ करती है ताकि बार के किनारे, जिसमें पंच किए गए छेद के किनारे और सिरों के चारों ओर भी शामिल हैं, के साथ एक परिभाषित चैम्फर या त्रिज्या काटी जा सके। EMAC-XT चैम्फरिंग मशीन एक BT40 स्पिंडल को 6000 rpm तक चलाती है जिसमें एक छह-पोज़िशन ऑटोमैटिक टूल चेंजर है, 3 से 15 mm मोटी और 30 से 230 mm चौड़ी बार को संभालती है, और पोज़िशनिंग व रिपीटेबिलिटी पर ±0.05 mm बनाए रखती है। यहां टूल चेंजर महत्वपूर्ण है: एक ही प्रोग्राम में एक चैम्फर टूल, एक रेडियस फॉर्म टूल और एक होल-एज टूल का होना इसका मतलब है कि ऑपरेटर विभिन्न फीचर्स के बीच कॉलेट्स बदलने के लिए मशीन के पास खड़ा नहीं रहता।

डिबरिंग एक अलग उद्देश्य के साथ एक अलग ऑपरेशन है। यह बर्फ को हटाता है और सभी चीजों, जिसमें छेद के किनारे भी शामिल हैं, पर एक पास में एक छोटा, अनियंत्रित एज ब्रेक लगाता है। BND800-2 डिबरिंग मशीन 0.5 से 50 mm मोटी और 100 से 800 mm चौड़ी बार को 5 से 30 m/min की गति से लेती है। वह थ्रूपुट ही है जो इसे हर बार को डिबर करने के लिए व्यवहार्य बनाती है, न कि केवल उन्हें जिन्हें किसी ने चिह्नित किया हो।

याद रखने योग्य अंतर: डिबरिंग बार को हैंडलिंग के लिए सुरक्षित बनाता है और उस उठे हुए धातु को हटाता है जो अन्यथा बोल्टेड ज्वाइंट में दो मेटिंग फेसेस के बीच रहेगा। यह एक नियंत्रित त्रिज्या नहीं बनाता। यदि ड्राइंग R3 को कॉल आउट करता है और बार को एक डिबरिंग लाइन के माध्यम से चलाया जाता है, तो इंसुलेशन समस्या जो हल की जा रही है वह अभी भी वहीं है।