Nei moderni sistemi elettrici come gli interruttori compatti, i quadri di distribuzione dell'energia e le apparecchiature per l'energia rinnovabile, l'ottimizzazione degli spazi è una priorità particolarmente importante. I sbarre flessibili vengono utilizzati al posto di quelli rigidi nei progetti compatti grazie ai loro vantaggi strutturali e prestazionali. Poiché le sbarre rigide hanno una forma fissa e sono difficili da piegare, vengono impiegate dove lo spazio non è limitato. Le sbarre flessibili possono essere piegate, curvate o torsionate in quasi ogni modo per adattarsi a spazi ridotti, mantenendo al contempo un'eccellente conducibilità elettrica e resistenza meccanica. GPSwitchgear, un produttore di apparecchiature elettriche, integra pienamente le sbarre flessibili nelle sue soluzioni compatte di interruttore e distribuzione, migliorando così la miniaturizzazione e l'affidabilità dei prodotti. Ecco i motivi per cui si utilizzano sbarre flessibili nei progetti compatti.
I busbar flessibili hanno una straordinaria flessibilità, che rappresenta il loro principale vantaggio nei progetti compatti. I busbar flessibili possono essere costruiti sotto forma di grandi rotoli di sottili fogli di rame o alluminio isolati in PVC o silicone, consentendo al rame di essere facilmente modellato. I busbar flessibili possono essere piegati e curvati per seguire la struttura interna di apparecchiature compatte, cosa impossibile da realizzare con barre rigide in rame massiccio. Negli interruttori compatti, i busbar flessibili possono eliminare la necessità di prevedere ampi spazi riservati per l'installazione di barre rigide in rame solido. Ad esempio, in un gruppo di manovra compatto a media tensione con un volume inferiore a 2 metri cubi, sarebbero necessarie connessioni con barre rigide verso l'interruttore a vuoto e l'interruttore di messa a terra, richiedendo uno spazio verticale o orizzontale maggiore. I busbar flessibili sono realizzati con materiali isolanti flessibili di alta qualità che mantengono la propria elasticità anche dopo lunghi periodi di tempo e ripetuti utilizzi, garantendo prestazioni ottimali e una lunga durata nel tempo.
I sistemi tradizionali di sbarre rigide possono occupare molto spazio perché richiedono numerosi connettori come bulloni, supporti e isolatori per cambiare direzione o unire componenti. Ognuno di questi connettori aggiunge ingombro al sistema. Le sbarre flessibili riducono il numero di connettori necessari, poiché collegano in modo semplice e diretto componenti posizionati a angoli diversi o distanziati, senza necessità di adattatori intermedi. Ad esempio, nel collegamento di un VCB (interruttore a vuoto) da 10 kV a una sbarra all'interno di un quadro compatto, una sbarra rigida richiederebbe 2 supporti e un connettore ad angolo retto, occupando uno spazio di 10-15 cm. Le sbarre flessibili possono essere piegate per collegare i due punti, risparmiando dal 50% al 70% di spazio. Inoltre, le sbarre flessibili sono più sottili (spessore di 2-5 mm, larghezza di 10-50 mm) rispetto alle sbarre rigide (spessore di 10-20 mm), il che facilita l'installazione in spazi ristretti. Ciò consente di installarle negli spazi disponibili tra il pannello posteriore del quadro e i componenti. Le sbarre flessibili sottili possono essere utilizzate in progetti compatti per sfruttare al meglio lo spazio disponibile.
Per garantire una progettazione flessibile delle sbarre collettrici in cui le sezioni trasversali bilanciano conduttività e utilizzo dello spazio, GPSwitchgear si assicura che sia disponibile una capacità di corrente sufficiente pur mantenendo un fattore di forma snello per facilitare l'installazione.
All'aumentare della densità dei sistemi elettrici e del loro avvicinamento, aumenta il rischio di una distribuzione irregolare della corrente e di interferenze elettromagnetiche. I sistemi progettati in modo inadeguato tendono a generare interferenze elettromagnetiche non uniformi e potenzialmente dannose. Le soluzioni che utilizzano sbarre flessibili con configurazioni a trefolo multiplo o a nastri multipli favoriscono una distribuzione uniforme della corrente. Questo accade perché ogni singolo trefolo o nastro compensa autonomamente l'"effetto pelle" (la tendenza della corrente alternata a concentrarsi sulla superficie del conduttore) e gli effetti di vicinanza. Ciò significa che le sbarre flessibili possono trasportare migliaia di ampere senza surriscaldarsi, anche quando lo spazio disponibile è limitato (come negli apparecchi elettrici compatti). Ad esempio, in un inverter solare compatto (utilizzato nei sistemi fotovoltaici su tetto), le sbarre flessibili non solo collegano i moduli interni dell'inverter, ma facilitano anche il trasferimento delle elevate correnti generate dai pannelli solari ai moduli dell'inverter, contribuendo contemporaneamente al raffreddamento dello stesso — una funzione con cui le sbarre rigide, caratterizzate da scadente dissipazione termica, faticano. Inoltre, lo strato isolante delle sbarre flessibili migliora le prestazioni termiche grazie all'uso di materiali resistenti al calore come la silicone (che resiste a temperature fino a 180℃). Questo aspetto è particolarmente vantaggioso nelle soluzioni compatte. Presso GPSwitchgear, le sbarre flessibili sono sottoposte a rigorosi test di portata di corrente e di innalzamento della temperatura per garantire che possano soddisfare le elevate richieste di corrente dei sistemi compatti senza compromettere la sicurezza.
Le stazioni di energia mobile, le colonnine di ricarica per veicoli elettrici e persino i robot industriali sono esempi di sistemi elettrici compatti soggetti a vibrazioni operative. Per quanto riguarda le barre collettrici rigide, i collegamenti fissi sono soggetti a allentamento o rottura a causa di continue vibrazioni, il che può causare gravi problemi elettrici. Tuttavia, la struttura flessibile tipo "ammortizzatore" delle barre collettrici flessibili attenua l'assorbimento delle vibrazioni e lo stress nei punti di connessione. Inoltre, la progettazione multitraccia della barra collettrice flessibile evita l'affaticamento dovuto ai movimenti laterali, mentre lo strato isolante flessibile assorbe l'energia vibratoria. Un esempio è una sottostazione mobile compatta di emergenza in cui la barra collettrice flessibile collega e resiste alle vibrazioni dei componenti interni durante il trasporto in movimento o per effetto del vento. Una barra collettrice rigida anti-vibrazione richiederebbe un supporto aggiuntivo, più spazio e controlli più frequenti dei collegamenti allentati. Le barre collettrici flessibili GPSwitchgear sono testate contro le vibrazioni (rispondendo agli standard IEC per livelli di vibrazione industriale) per garantire affidabilità nei dispositivi compatti, elemento cruciale per l'equilibrio generale del design compatto dell'apparecchiatura. Ciò avviene in condizioni dinamiche, che espongono l'apparecchiatura a livelli di vibrazione industriale.
L'accesso limitato ai componenti compatti del sistema elettrico rende difficoltosa l'installazione e la manutenzione. La serie Busbar Flexible risolve questo problema grazie a barre collettrici flessibili leggere e facili da maneggiare, ideali per sistemi compatti e modulari. Le barre collettrici flessibili offrono un significativo vantaggio in termini di peso, fino al 50% in meno per la stessa capacità di conduzione della corrente, rendendo questa serie preferita negli spazi ridotti. A differenza delle barre rigide, la cui installazione richiede lunghezze precise, tagli e fori di allineamento (operazioni che richiedono tempo in armadi compatti), le barre flessibili possono essere tagliate su misura in loco e piegate per adattarsi, riducendo i tempi di installazione del 40-60%. Per quanto riguarda la manutenzione, quando in un sistema compatto è necessario sostituire una parte, la barra flessibile può essere riadattata senza dover smontare le parti adiacenti, risparmiando tempo e riducendo il rischio di danni collaterali. Ad esempio, in un quadro elettrico compatto a media tensione, per sostituire un relè difettoso collegato tramite barra flessibile, è sufficiente scollegare le due estremità della barra. Sostituire un relè collegato tramite barra rigida richiede invece un processo laborioso di rimozione dei supporti e dei connettori adiacenti. Per le barre flessibili, GPSwitchgear fornisce documentazione di installazione con raccomandazioni sui raggi di piegatura e di collegamento, per facilitare ulteriormente i lavori di progettazione in loco in spazi compatti.
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