بررسی ظرفیت جریان شینه های فانتزی نول و ارت

ویژگی‌های فنی شینه های فانتزی 

• جنس هادی: شینه‌های فانتزی از برنج ساخته شده‌اند که به دلیل مقاومت مناسب در برابر خوردگی و هدایت الکتریکی خوب، گزینه‌ای ایده‌آل برای کاربردهای الکتریکی است.
• سطح مقطع: مهم ترین نکته در بررسی و ظرفیت انتقال جریان این شینه ها, سطح مقطع در نظر گرفته شده برای آنها میباشد. شینه های رایج در ایران دارای سطح مقطع 6×9 میلی‌متر یا 54 میلیمتر مربع میباشند، که سطح مقطع مؤثری برای انتقال جریان‌های پایین تا متوسط فراهم می‌کند. شینه های با سطح مقطع بیشتر از این ابعاد ماننده محصول شینه پایه دار نانو شینه, دارای سطح مقطع بزرگتر به ابعاد 12X8 یا 96 میلیمتر مربع میباشند که ظرفیت به مراتب بالاتری میباشند و مناسب تابلو های صنعتی کوچک تا متوسط میباشد. 
• سوراخ‌های ورودی: بسته به شرکت تولید کننده معمولا دارای قطر 6 تا 6.5 میلی‌متر، در مرکز مقطع 9 میلی‌متری قرار دارند و برای ورود سیم طراحی شده‌اند. توجه داشته باشید که ورودی بزرگتر از 6 و 6.5 میلیمتر سبب کاهش سطح مقطع موثر و کاهش ظرفیت انتقال جریان میگردد. 
• سوراخ‌های نگهدارنده سیم: معمولا دارای قطر 3.5 میلی‌متر و رزوه M4، به‌صورت عمود بر سوراخ‌های ورودی قرار گرفته‌اند تا سیم را با پیچ محکم کنند.
• کاور عایق: این ترمینال‌ها داخل یک کاور ساخته شده از جنس پلی‌کربنات قرار دارند که عایق الکتریکی بوده و ایمنی را افزایش می‌دهد. کاور دارای سوراخ‌هایی برای دسترسی به پیچ‌ها و نصب ترمینال روی سطح است.
• نصب: از طریق دو سوراخ در پایه کاور، ترمینال به سطح (معمولاً بدنه تابلو) متصل می‌شود.
• طول‌ هادی: به صورت میانگین, طول هادی شینه های برنجی تولید شده در ایران به شرح زیر است
  • مدل 6 پیچ: 53 میلی‌متر
  • مدل 8 پیچ: 70 میلی‌متر
  • مدل 10 پیچ: 87 میلی‌متر
• اتصال سیم: معمولا تکنسین ها از وایرشوهای مسی برای اتصال ایمن و محکم سیم‌ها به ترمینال استفاده میکنند.

استاندارد ناظر بر شینه های فانتزی

کاربردهای شینه فانتزی 

1. توزیع نول: اتصال سیم‌های نول ورودی به مصرف‌کننده‌های مختلف در تابلو برق برای ایجاد جریان پایدار و منظم.
2. توزیع ارت: انتقال جریان‌های ناخواسته به سیستم ارت (چاه ارت) برای جلوگیری از برق‌گرفتگی و حفاظت از تجهیزات.
3. اتصالات فاز در جریان‌های پایین: در برخی موارد، از این شینه‌ها برای توزیع جریان فاز در مدارهای با جریان پایین (معمولاً کمتر از 50 آمپر) استفاده می‌شود.
4. تابلوهای برق خانگی و صنعتی کوچک: به دلیل طراحی فشرده و نصب آسان، این شینه‌ها در تابلوهای برق کوچک و متوسط کاربرد گسترده‌ای دارند.

1. نصب آسان‌تر:

   • شینه‌های فانتزی به دلیل طراحی ساده و استفاده از کاور پلی‌کربنات، به‌راحتی روی ریل یا بدنه تابلو نصب می‌شوند. برخلاف شینه‌های مسی نیاز به خم‌کاری، سوراخ‌کاری، و عایق‌بندی دستی دارند، شینه‌های فانتزی آماده نصب هستند.
2. ایمنی بالاتر:

   • کاور پلی‌کربنات عایق، خطر تماس تصادفی با قسمت‌های برق‌دار را کاهش می‌دهد. این ویژگی در مقایسه با شینه‌های مسی بدون روکش که نیاز به عایق‌بندی اضافی (مانند وارنیش حرارتی) دارند، ایمنی بیشتری فراهم می‌کند.
3. هزینه کمتر:

   • شینه‌های فانتزی به دلیل استفاده از برنج (به‌جای مس خالص) و تولید انبوه در ابعاد استاندارد، قیمت پایین‌تری نسبت به شینه‌های مسی دارند.
4. زیبایی و نظم در تابلو:

   • طراحی فشرده و کاور پلاستیکی (در رنگ‌های سبز برای ارت و آبی برای نول) باعث ایجاد ظاهری منظم و حرفه‌ای در تابلوهای برق می‌شود.

5. تعویض آسان:

   • در صورت خرابی، تعویض شینه‌های فانتزی به دلیل ساختار استاندارد و مدولار، سریع‌تر و ساده‌تر از شینه‌های مسی است.
6. وزن سبک‌تر:
   • شینه‌های فانتزی به دلیل استفاده از برنج و کاور پلاستیکی، وزن کمتری نسبت به شینه‌های مسی دارند که حمل‌ونقل و نصب را آسان‌تر می‌کند.
7. مقاومت در برابر خوردگی:
   • برنج مقاومت بهتری در برابر خوردگی نسبت به مس در محیط‌های مرطوب دارد، که این ویژگی برای تابلوهای برق در شرایط خاص محیطی مفید است.

• ظرفیت جریانی کمتر: شینه‌های فانتزی به دلیل طراحی پوشیده ای که دارند و عدم امکان تهویه مستقیم و همچنین سطح مقطع محدود 54 میلیمتر مربعی, برای جریان‌های پایین تا متوسط (معمولاً تا 60آمپر) مناسب‌اند، درحالی‌که شینه‌های مسی برای جریان‌های بالا (تا چند هزار آمپر) طراحی شده‌اند. البته نوعی دیگر از شینه ها مانند شینه نول و ارت پایه دار بدون روکش نانوشینه که دارای سطح مقطع 96 میلیمتر مربعی هستند امکان استفاده در جریان های 100 تا 150 آمپر را در دسترس قرار میدهند و رقیب جدی شینه های مسی در این ظرفیت میباشند. این شینه ها دارای خروجی های منعطف از 6 تا 20 پیچ میباشند که سایز رزوه آنها نیز بزرگتر از شینه های فانتزی و M5 میباشند. همچنین امکان استفاده از کابلشو مسی نیز در آن وجود دارد. امروزه در طراحی تابلو برق ها, تکنسین ها گاها از ترکیب شینه های برنجی و مسی برای توزیع جریان های فرعی و اصلی استفاده میکنند.
• هدایت الکتریکی کمتر: هادی برنجی با سطح مقطع 54 میلیمتر مربعی نسبت به مس خالص هدایت الکتریکی کمتری دارد، که باعث محدودیت در کاربردهای با جریان بالا می‌شود. برای انتقال جریان های بیشتر میبایست از شینه های با سطح مقطع بزرگتر استفاده کنید.

ظرفیت انتقال جریان ایمن 

1. جنس هادی: برنج (آلیاژی از مس و روی) هدایت الکتریکی کمتری نسبت به مس خالص دارد (حدود 28% هدایت مس خالص).
2. سطح مقطع: سطح مقطع 6×9 میلی‌متر (54 میلی‌متر مربع) برای محاسبات ظرفیت جریانی استفاده می‌شود.
3. دمای محیط: معمولاً ظرفیت جریانی در دمای استاندارد 30 درجه سانتی‌گراد محاسبه می‌شود.

4. استانداردها: طبق استانداردهای IEC، ظرفیت جریانی شینه‌ها باید حداقل 150% جریان نامی کلید اصلی باشد تا ایمنی تضمین شود.

محاسبه ظرفیت جریانی شینه فانتزی

• جریان ایمن برای برنج: حدود 1.5 تا 2 آمپر بر میلی‌متر مربع در دمای 30 درجه سانتی‌گراد است.
• ظرفیت جریانی تقریبی:
  • 54 × 1.5 = 81 آمپر (در صورت وجود تهویه مناسب)
  • 54 × 2 = 108 آمپر (در حالت خیلی خوشبینانه و وجود تهویه هوای بسیار مناسب) بنابراین، ظرفیت جریانی ایمن برای این شینه‌ها در محدوده 81 تا 108 آمپر است، اما برای ایمنی بیشتر، معمولاً حداکثر 60 آمپر توصیه می‌شود. البته در صورتی که آلیاژ ترمینال از مس با کیفیت و حاوی بیش از 60 درصد مس باشد.

تحلیل ظرفیت جریانی شینه فانتزی در سناریوهای مختلف

• کاربرد: شینه نول برای اتصال سیم‌های نول مصرف‌کننده‌ها به نول اصلی استفاده می‌شود. جریان نول معمولاً در بارهای متعادل برابر با جریان فاز است، اما در بارهای نامتعادل (مانند روشنایی فلورسنت) ممکن است جریان نول بیشتر شود.
• ظرفیت جریانی:
  • مدل 6 پیچ (53 میلی‌متر): حداکثر 60 آمپر (ایمن برای تابلوهای خانگی با کلید اصلی تا 40 آمپر).
  • مدل 8 پیچ (70 میلی‌متر): حداکثر 60 آمپر (مناسب برای تابلوهای تجاری یا صنعتی کوچک).
  • مدل 10 پیچ (87 میلی‌متر): حداکثر 60 آمپر (برای تابلوهای با تعداد انشعابات بیشتر).

• نکات ایمنی: شینه نول باید به درستی در تابلو نصب شود تا از اتصال الکتریکی به بدنه تابلو جلوگیری شود.

• کاربرد: شینه ارت برای انتقال جریان‌های ناخواسته به چاه ارت استفاده می‌شود. جریان ارت معمولاً لحظه‌ای و در شرایط خطا (اتصال کوتاه) بالا است، اما شینه باید بتواند جریان نامی را به‌صورت مداوم تحمل کند.
• ظرفیت جریانی:
  • مدل 6 پیچ: حداکثر 60 آمپر (مناسب برای سیستم‌های ارت خانگی).
  • مدل 8 پیچ: حداکثر 60 آمپر (برای تابلوهای صنعتی کوچک با بارهای متوسط).
  • مدل 10 پیچ: حداکثر 60 آمپر (برای تابلوهای با تعداد انشعابات بیشتر).

• نکات ایمنی: شینه ارت باید از طریق ورق برنجی که در زیر آن تعبیه شده, مستقیماً به بدنه تابلو متصل شود تا جریان‌های خطا را به زمین منتقل کند. استفاده از شینه نول به‌عنوان ارت توصیه نمی‌شود، زیرا ممکن است ایمنی را کاهش دهد.
  
  

• کاربرد: در برخی موارد، شینه‌های فانتزی برای توزیع جریان فاز در مدارهای با جریان پایین استفاده می‌شوند (مانند تابلوهای روشنایی یا بارهای کوچک). در زمان استفاده به عنوان نول یا ارت به دلیل عدم وجود داِیمی جریان های بالا یا وجود جریان به صورت مقطعی, ظرفیت کلی کمی بیشتر میباشد اما در کاربری توزیع برق به دلیل همیشگی بودن انتقال جریان و شرایط محیطی, میبایست محتاطانه تر نسبت به توزیع و پیشبینی ظرفیت اقدام نمود.
• ظرفیت جریانی:
  • مدل 6 پیچ: حداکثر 40 آمپر (به دلیل محدودیت تعداد انشعابات).
  • مدل 8 پیچ: حداکثر 50 آمپر.
  • مدل 10 پیچ: حداکثر 50 آمپر.

• نکات ایمنی: برای استفاده در فاز، باید اطمینان حاصل شود که شینه عایق‌بندی شده و فاصله مناسب (حداقل 10 سانتی‌متر) بین شینه‌های فاز رعایت شود. همچنین برای اتصال کابلها حتما از وایرشو مناسب استفاده گردد و دمای محیط مورد توجه باشد.

*** لطفا دقت بفرمایید اطلاعات ارایه شده به صورت تخمینی و در صورت استفاده از شینه با سطح مقطع 6×9 و حاوی بیش از 60% مس در ترکیبات میباشد. برای بررسی سطع مقطع ترمینال حتما از کولیس استفاده کنید.

شینه نول و ارت پایه دار برنجی

نکات ایمنی و استانداردهای نصب شینه فانتزی

1. عایق‌بندی: کاور پلی‌کربنات شینه‌های فانتزی ایمنی بالایی فراهم می‌کند، اما باید اطمینان حاصل شود که هیچ بخشی از شینه در معرض تماس مستقیم قرار ندارد.

2. فاصله شینه‌ها: حداقل فاصله 10 سانتی‌متر بین شینه‌های مختلف (به‌ویژه در فاز) برای جلوگیری از اتصال کوتاه ضروری است.
3. استفاده از وایرشو: استفاده از وایرشوهای مسی سوزنی برای اتصال سیم‌ها به شینه، تماس الکتریکی بهتری ایجاد کرده و از شل شدن اتصالات جلوگیری می‌کند.

4. انتخاب ظرفیت مناسب: ظرفیت شینه باید حداقل 150% جریان نامی کلید اصلی باشد تا از گرمایش بیش‌ازحد جلوگیری شود.

5. جلوگیری از استفاده نادرست: استفاده از شینه نول به‌عنوان ارت یا بالعکس می‌تواند خطرات ایمنی ایجاد کند و توصیه نمی‌شود.

برای کاربردهای با جریان بالا (100 تا 150 آمپر) و نیاز به انشعابات بیشتر تا 20 پیچ، استفاده از شینه های برنجی با سطح مقطع بزرگتر مثلا 8×12 میلیمتر و برای ظرفیت های بالای 200 آمپر, شینه‌های مسی یا ترکیب شینه های مسی با شینه های برنجی همچنان گزینه بهتری هستند، اما برای جریان‌های پایین تا متوسط، شینه‌های فانتزی یا شینه های پایه دار برنجی انتخابی اقتصادی و کارآمدند. شینه های فانتزی یا پایه دار برای ایجاد اتصالات نیازی به کابلشو های مسی نداشته و صرفا از طریف وایرشو قابلیت ایجاد سریع اتصالات را دارند که این مزیت سبب کاهش هزینه های نصب و راه اندازی میگردد. رعایت استانداردهای نصب و نکات ایمنی، مانند استفاده از وایرشو و حفظ فاصله مناسب بین شینه‌ها، عملکرد ایمن و بهینه این ترمینال‌ها را تضمین می‌کند.