اتوبوس لوله ای کاملا عایق شده چیست و کجا استفاده می شود؟

اتوبوس لوله ای کاملا عایق شده چیست و کجا استفاده می شود؟

A باس بار لوله ای کاملا عایق شده یک هادی الکتریکی استوانه ای صلب و محصور در یک سیستم عایق دی الکتریک پیوسته است که برای انتقال سطوح بالای جریان الکتریکی با ایمنی بالا، حداقل ردپا و محافظت قابل اعتماد در برابر تنش های محیطی و مکانیکی مهندسی شده است. برخلاف شینه‌های معمولی هوای آزاد، نوع کاملاً عایق‌شده هر هادی را در یک لایه عایق مقاوم - معمولاً پلی‌اتیلن متقاطع (XLPE)، رزین اپوکسی یا لاستیک سیلیکونی - می‌پیچد که از تماس تصادفی جلوگیری می‌کند، تخلیه جزئی را سرکوب می‌کند و باعث می‌شود فاصله‌های رساناهای محفظه محکم‌تر نصب شود. به طور خلاصه: ظرفیت حمل انرژی یک شینه سنتی را ارائه می دهد و در عین حال نیازهای دی الکتریک زیرساخت های الکتریکی مدرن با چگالی بالا را برآورده می کند.

این سیستم‌ها در هر جایی که توزیع برق فشرده، قابل اعتماد و ایمن غیرقابل مذاکره باشد - از پست‌های شهری و کارخانه‌های صنعتی گرفته تا مراکز داده، سکوهای فراساحلی و شبکه‌های ریلی حمل و نقل انبوه، مستقر می‌شوند. پایه نصب شده جهانی شین‌های لوله‌ای عایق‌شده به طور قابل توجهی در کنار تراکم شهری و رشد سریع زیرساخت‌های انرژی تجدیدپذیر گسترش یافته است و درک عمیق از طراحی، ویژگی‌های عملکرد و منطق کاربرد آن‌ها را به طور فزاینده‌ای برای مهندسان برق و توسعه‌دهندگان پروژه مهم می‌کند. بخش‌های زیر جزئیات ساخت‌وساز، معیارهای عملکرد الکتریکی، محیط‌های نصب، مدیریت چرخه عمر، تحلیل مقایسه‌ای با سیستم‌های اتوبوس جایگزین، و معیارهای مشخصات کلیدی را بررسی می‌کنند.

ساخت و اجزای اصلی سیستم عایق میله باس لوله ای

درک آناتومی یک سیستم عایق شینه لوله ای قبل از ارزیابی مناسب بودن آن برای یک کاربرد خاص ضروری است. هر جزء در مجموعه عملکرد الکتریکی یا مکانیکی مشخصی را انجام می دهد و عملکرد کلی سیستم فقط به خوبی ضعیف ترین عنصر منفرد است.

هسته هادی

هادی داخلی از مس با درجه الکترولیتی (99.9 درصد خلوص، طبق EN 1977) یا آلیاژ آلومینیوم (سری 6101-T6 در ASTM B317) ساخته شده است. در جاهایی که چگالی جریان مهم است، مس ترجیح داده می‌شود - رسانایی الکتریکی تقریباً 58 MS/m در مقایسه با آلومینیوم 35 MS/m ارائه می‌کند. با این حال، آلومینیوم وزن کلی سیستم را تقریباً 50 تا 60 درصد کاهش می‌دهد، یک مزیت تعیین‌کننده برای مسیرهای افقی طولانی، ساختمان‌های حساس به لرزه، یا تأسیسات کنار ساحلی که در آن بار ساختاری محدود است. قطر بیرونی هادی معمولا از 40 میلی متر تا 250 میلی متر متغیر است و هندسه لوله ای (توخالی) عمدی است: در فرکانس های توان (50 هرتز یا 60 هرتز)، جریان به دلیل اثر پوستی در نزدیکی سطح خارجی هادی متمرکز می شود. عمق پوست در مس در فرکانس 50 هرتز تقریباً 9.3 میلی‌متر است، به این معنی که یک رسانای جامد با قطر بیش از حدود 18 میلی‌متر، حداقل مزیت حمل جریان اضافی را در هسته‌اش ایجاد می‌کند. حذف آن مواد هسته اضافی، جرم و هزینه مواد را بدون از بین بردن ظرفیت کاهش می دهد.

لایه عایق

لایه عایق عنصر تعیین کننده یک شینه لوله ای کاملاً عایق شده است. ضخامت و کلاس مواد آن به طور مستقیم درجه ولتاژ، محیط سرویس و عمر مورد انتظار محصول را تعیین می کند. مواد عایق رایج و مشخصات مهندسی آنها به شرح زیر است:

• XLPE (پلی اتیلن متقاطع): قدرت دی الکتریک ~ 20 کیلو ولت بر میلی متر، حداکثر دمای هادی پیوسته 90 درجه سانتی گراد، مقاومت عالی در برابر رطوبت و شیمیایی. انتخاب استاندارد برای کاربردهای ولتاژ متوسط ​​تا 36 کیلو ولت.
• عایق ریختگی رزین اپوکسی: استحکام مکانیکی، مقاومت برجسته در ردیابی سطح (شاخص ردیابی مقایسه ای بیشتر از 600 در رزین های درجه I بر اساس IEC 60112)، و پایداری ابعادی. به طور گسترده در سیستم های اتوبوس متصل به GIS داخلی و تابلو برق عایق گاز استفاده می شود.
• لاستیک سیلیکونی: خواص سطح آبگریز برتر که پس از اپیزودهای آلودگی به خودی خود بازیابی می شود، انعطاف پذیری تا -60 درجه سانتیگراد و مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش. انتخاب ارجح برای خدمات مستقیم در فضای باز در خطوط ساحلی با رطوبت بالا یا در محیط‌های بیابانی با دوچرخه‌سواری حرارتی بالا.
• آستین های پلیمری انقباض حرارتی (کیت های مفصلی): روی اتصالات و پایانه های از پیش ساخته شده با استفاده از حرارت کنترل شده برای ایجاد تداوم عایق بدون درز در آسیب پذیرترین نقاط شینه استفاده می شود.
• EPDM (مونومر اتیلن پروپیلن دی ان): در برخی از کاربردهای ولتاژ متوسط به دلیل مقاومت عالی در برابر ازن و کشش طولانی مدت، به ویژه برای اتصالات انعطاف پذیر و اتصالات انبساط استفاده می شود.

ضخامت عایق از روی ولتاژ مقاومت ضربه ای مشخص شده (BIL) و توزیع میدان الکتریکی در سطح هادی محاسبه می شود. برای یک سیستم 12 کیلوولت (Um = 12 کیلو ولت، BIL = 75 کیلو ولت)، ضخامت عایق XLPE معمولاً 3.5 تا 5 میلی متر است. برای یک سیستم 36 کیلوولت (Um = 36 کیلو ولت، BIL = 170 کیلو ولت)، این به 8 تا 12 میلی متر افزایش می یابد. این ضخامت ها یک هندسه میدان یکنواخت را فرض می کنند. بی نظمی در اتصالات هادی باید به دقت صاف شود تا از افزایش میدان که می تواند باعث فعالیت تخلیه جزئی زودرس شود، جلوگیری شود.

سازه های پشتیبانی، محفظه ها و لوازم جانبی

هادی های عایق شده توسط عایق های پشتیبان اپوکسی یا پلیمری تقویت شده با شیشه (GRP) در موقعیتی قرار می گیرند که در فواصل زمانی تعیین شده توسط محاسبه نیروی مقاومت در برابر اتصال کوتاه فاصله دارند. برای یک سیستم سه فاز با درجه بندی kA/1s 40، فاصله پشتیبانی معمولاً 1.5 تا 2.5 متر است، بسته به وزن هادی و حداکثر نیروی الکترومغناطیسی محاسبه شده بین فازها. یک محفظه فلزی بیرونی - آلومینیوم (EN AW-6061) یا فولاد گالوانیزه گرم - در تاسیسات فضای باز یا کانال کابلی برای ارائه حفاظت مکانیکی، محافظ UV، و در طرح‌های غربال‌شده، یک سپر الکترومغناطیسی زمین‌دار که تشعشعات میدان الکتریکی سرگردان و تشعشعات الکترومغناطیسی قابل کنترل در نزدیکی ابزارهای EMI را کاهش می‌دهد، استفاده می‌شود.

اقلام جانبی استاندارد در یک سیستم عایق شینه لوله‌ای کامل عبارتند از: زانوهای 90 درجه و 45 درجه، واحدهای شاخه T برای پیکربندی‌های اصلی حلقه، اتصالات انبساط با اتصالات نواری انعطاف‌پذیر، بخش‌های انتقال فاز، و درپوش‌های انتهایی مهر و موم شده در نقاط پایانی ترانسفورماتور یا تابلو برق. هر یک از این اجزا با همان استانداردهای دی الکتریک و اتصال کوتاه به عنوان بخش های مستقیم اصلی آزمایش شده است و یکپارچگی در سطح سیستم را تضمین می کند.

خواص مواد عایق: مقایسه کنار هم

انتخاب مواد عایق مناسب نیاز به متعادل کردن عملکرد دی الکتریک، خواص مکانیکی، درجه حرارت و مقاومت محیطی دارد. جدول زیر مقایسه کمی از چهار ماده عایق اصلی مورد استفاده در سیستم‌های باس بار لوله‌ای کاملاً عایق‌شده را ارائه می‌دهد.

پارامترهای عملکرد الکتریکی سیستم های باس لوله لوله ای فشار قوی

عملکرد الکتریکی الف سیستم باس بار لوله ای ولتاژ بالا با چندین پارامتر وابسته به هم مشخص می شود که مهندسان باید قبل از تهیه و نصب آن را در برابر مشخصات پروژه بررسی کنند. نادیده گرفتن هر یک از این پارامترها در مرحله طراحی خطری را ایجاد می کند که معمولاً در هنگام راه اندازی یا بدتر از آن در طول سرویس ظاهر می شود.

ظرفیت حمل جریان (Ampacity)

شینه‌های لوله‌ای کاملاً عایق‌شده برای حمل جریان‌های پیوسته از 1000 آمپر تا بیش از 8000 آمپر، بسته به سطح مقطع هادی و ویژگی‌های حرارتی سیستم عایق مهندسی شده‌اند. از آنجایی که ژاکت عایق در مقایسه با یک هادی خالی در هوای آزاد، اتلاف گرما را به هوای اطراف کاهش می دهد، طراحان باید یک ضریب کاهش (معمولاً 0.85 تا 0.95) را هنگام محاسبه وسعت در لوله های بسته یا تاسیسات زیرزمینی اعمال کنند. خنک کننده فعال از طریق هوای اجباری یا یک سیستم جلیقه آب می تواند رتبه جریان پیوسته را 20 تا 40 درصد افزایش دهد. برای سناریوهای اوج تقاضا در شینه های خروجی ژنراتور یا فیدرهای یکسو کننده جریان بالا که فرآیندهای الکترولیتی را ارائه می دهند.

رتبه بندی مقاومت در برابر اتصال کوتاه

مقاومت در برابر اتصال کوتاه بر حسب کیلو آمپر (kA) در مدت زمان مشخصی، معمولاً 1 ثانیه یا 3 ثانیه بیان می شود. درجه بندی استاندارد برای شین های لوله ای عایق شده با ولتاژ متوسط ​​شامل 25 kA/1s، 31.5 kA/1s و 40 kA/1s می باشد. نیروهای مکانیکی ایجاد شده در طول یک خطای پیچ سه فاز با مجذور جریان پیک متناسب و با فاصله فازها نسبت معکوس دارد. اوج جریان خطای نامتقارن می تواند به 2.5 تا 2.7 برابر مقدار متقارن RMS در مدارهایی با نسبت X/R پایین برسد. بنابراین، سیستم‌های عایق‌شده‌ای که فاصله فازهای فشرده‌تری را ممکن می‌سازند، باید با گیره‌های نگهدارنده و میله‌های اتصالی طراحی شوند که قادر به تحمل حداکثر نیروی الکترومغناطیسی باشند - محاسبه‌ای که حتی زمانی که خود عایق به اندازه کافی رساناها را می‌پوشاند، قابل حذف نیست.

مقاومت دی الکتریک و تخلیه جزئی

آزمایش معمول کارخانه شامل تست ولتاژ مقاومت در برابر فرکانس توان (معمولاً 2U0 1 کیلو ولت برای 1 دقیقه در هر IEC 62271-1) و اندازه گیری تخلیه جزئی (PD) در 1.73 برابر U0 است. سطوح PD قابل قبول باید در ولتاژ تست مشخص شده کمتر از 10 pC باشد منطبق با IEC 60270. سیستم‌هایی که از این آستانه فراتر می‌روند، حفره‌های عایق، آلاینده‌ها، یا لایه‌پوشی در رابط رسانا-عایق را نشان می‌دهند - نقص‌هایی که پیری دی الکتریک را تسریع می‌کنند و عمر عملیاتی را کاهش می‌دهند. یک آزمایش مقاومت در برابر ولتاژ صاعقه (LIWV) - اعمال شکل موج های 1.2/50 میکروثانیه در ولتاژ پیک مشخص شده - نیز به عنوان یک آزمایش نوع مورد نیاز است که توانایی شین را برای زنده ماندن از اضافه ولتاژهای گذرا ناشی از رعد و برق یا رویدادهای سوئیچینگ در شبکه متصل تایید می کند.

محدودیت های افزایش دما

طبق استانداردهای IEC 62271-1 و IEEE C37.20.2، حداکثر افزایش دمای مجاز برای شینه‌های عایق‌شده در نقاط اتصال پیچ‌دار با سطوح نقره‌کاری شده 65 کلوین بالاتر از یک محیط 40 درجه سانتی‌گراد است که سقف دمای مطلق رسانا را 105 درجه سانتی‌گراد می‌دهد. عایق XLPE برای حداکثر دمای رسانا 90 درجه سانتیگراد تحت بار مداوم و 130 درجه سانتیگراد تحت تنش حرارتی اتصال کوتاه حداکثر تا 5 ثانیه درجه بندی شده است. فراتر رفتن از این محدودیت ها - حتی به صورت گذرا - باعث تخریب شیمیایی غیرقابل برگشت ساختار زنجیره پلیمری می شود که عمر مفید باقی مانده موثر عایق را کاهش می دهد.

مقاومت و تلفات توان در واحد طول

برای یک هادی لوله‌ای مسی با قطر بیرونی 100 میلی‌متر و ضخامت دیواره 8 میلی‌متر در دمای 75 درجه سانتی‌گراد، مقاومت AC در واحد طول در 50 هرتز تقریباً 0.035 میلی‌اهم بر متر است که برای اصلاح اثر پوستی و اثر مجاورتی به حساب می‌آید. در جریان پیوسته 3000 آمپر، این مربوط به اتلاف گرمایش ژول تقریباً 315 وات بر متر برای سیستم سه فاز است - رقمی با پیامدهای مستقیم برای بارهای خنک کننده پست و محاسبات بازده انرژی در طول عمر 30 ساله. هادی‌های آلومینیومی با قدرت معادل تقریباً 1.6 برابر در هر متر مقاومت بیشتری نسبت به مس دارند که با وزن نصب پایین‌تر و کاهش بار ساختاری جبران می‌شود.

رتبه بندی جریان پیوسته بر اساس قطر هادی: نمودار مرجع

نمودار زیر رابطه بین قطر بیرونی هادی، مواد رسانا (مس در مقابل آلومینیوم)، و نرخ جریان پیوسته معمولی برای شین های لوله ای کاملا عایق شده در هوای آزاد در دمای محیط 40 درجه سانتی گراد را نشان می دهد. این مقادیر معرف هستند و باید در برابر محاسبات حرارتی سازنده برای شرایط نصب خاص تأیید شوند.

شکل 1: شاخص جریان پیوسته (A) برای شین‌های لوله‌ای عایق‌شده با مس و آلومینیوم XLPE در پنج کلاس قطر رسانا، در نصب هوای آزاد در دمای محیط 40 درجه سانتی‌گراد. ارزش ها نماینده هستند. محاسبات حرارتی دقیق بر اساس IEC 60287 برای هر پروژه مورد نیاز است.

مقایسه: اتوبوس لوله ای کاملاً عایق شده در مقابل سایر فناوری های شینه

انتخاب فناوری شینه مناسب نیاز به یک مقایسه واضح در ابعاد عملکردی چندگانه دارد. جدول زیر یک نمای کلی ساختار یافته از تفاوت‌های کلیدی بین شینه‌های لوله‌ای کاملاً عایق‌شده، شینه‌های سفت و سخت معمولی، و سیستم‌های شینه ساندویچی (ورقه‌ای) ارائه می‌دهد - سه فناوری شینه صلب که معمولاً مشخص شده‌اند در پروژه‌های توزیع نیرو.

داده‌های بالا نشان می‌دهند که باس بار لوله‌ای کاملاً عایق‌شده عملکرد مشخصی را اشغال می‌کند: زمانی که ظرفیت جریان بالا و ولتاژ بالا در محیطی با محدودیت فضا یا در دسترس پرسنل مورد نیاز است، این فناوری انتخابی است. شینه‌های ساندویچی در مجموعه‌های الکترونیکی قدرت LV متراکم به خوبی عمل می‌کنند، در حالی که شینه‌های سفت و سخت لخت راه‌حل ساده‌ای برای سازه‌های پست در فضای باز بزرگ و دارای تهویه مناسب هستند، جایی که مناطق محروم و فاصله‌ها محدودیت محدودکننده‌ای نیستند.

بخش های کاربردی اولیه و محیط های نصب

مزایای طراحی سیستم عایق شینه لوله ای مستقیماً به تقاضای قوی در طیف گسترده ای از صنایع تبدیل می شود. در زیر یک بررسی عمیق از شش محیط کاربردی اصلی وجود دارد که در آن باس بار لوله‌ای کاملاً عایق‌شده به راه‌حل ترجیحی یا استاندارد تبدیل شده است.

پست های شهری و سرپوشیده

پست‌های شهری به طور فزاینده‌ای در زیرزمین یا در زیرزمین‌های ساختمان‌های چند طبقه ساخته می‌شوند، جایی که فضا بسیار محدود است و افراد عموم ممکن است در نزدیکی باشند. شینه های لوله ای کاملا عایق شده فاصله فاز مورد نیاز را تا 70 درصد در مقایسه با سیستم های هادی لخت کاهش می دهند. ، این امکان را فراهم می کند که پست هایی با مساحت کف 30 تا 50 درصد کوچکتر از پیکربندی های مشابه در فضای باز طراحی شوند. یک پست داخلی داخلی شهری 33/11 کیلوولت با استفاده از شین‌های لوله‌ای عایق‌شده در بخش توزیع 11 کیلوولت می‌تواند یک شینه سه فاز 2500 A را از طریق راهرویی به عرض تنها 600 میلی‌متر عبور دهد - که از نظر هندسی با هادی‌های خالی در آن سطح ولتاژ غیرممکن است. سیستم عایق مهر و موم شده همچنین نیاز به تمیز کردن دوره‌ای سطوح عایق را که در غیر این صورت گرد و غبار یا رطوبت را در محیط‌های زیرزمین جمع می‌کنند، حذف می‌کند و بار تعمیر و نگهداری مداوم را بر اپراتورهای شبکه شهری کاهش می‌دهد.

کارخانه های صنعتی: کارخانه های فولاد، پتروشیمی و ذوب آلومینیوم

صنایع سنگین به شینه هایی نیاز دارند که قادر به تامین مداوم 4000 A تا 8000 A برای کوره های قوس الکتریکی، سلول های الکترولیتی و مدارهای راه اندازی موتور بزرگ باشند. در محیط‌هایی با ذرات رسانای معلق در هوا - گرد و غبار کربن در کارخانه‌های فولاد، ذرات کک در پالایشگاه‌های پتروشیمی، یا پودر آلومینا در کارخانه‌های ذوب - شینه‌های لخت یک خطر آلودگی و ردیابی سطحی هستند. شینه‌های لوله‌ای کاملاً عایق‌شده با درجه IP54 یا بالاتر (بر اساس استاندارد IEC 60529) راه‌حل صنعتی استاندارد هستند. ساختار محصور همچنین سطوح ارتعاش تا 2 گرم را در نزدیکی ماشین‌های دوار سنگین و کمپرسورهای رفت و برگشتی تحمل می‌کند، بدون نیاز به فواصل جداسازی گسترده‌ای که سیستم‌های هادی برهنه برای عملکرد ایمن در محیط‌های ارتعاشی نیاز دارند.

مراکز داده و امکانات حیاتی

مراکز داده هایپرمقیاس به توزیع توان ولتاژ متوسط متراکم و با قابلیت اطمینان بالا از ترانسفورماتورهای برق تا تابلوهای توزیع اصلی نیاز دارند. در حال حاضر با مجموع بارهای تاسیسات به طور معمول بیش از 100 مگاوات در بزرگترین پردیس ها، فیدرهای اصلی باید چندین هزار آمپر را با ولتاژ 11 کیلوولت یا 33 کیلوولت از طریق سینی های کابل با مسیر متراکم که شامل تجهیزات حساس کنترل و تهویه نیرو نیز هستند، حمل کنند. شین‌های لوله‌ای عایق‌شده به این فیدرها اجازه می‌دهند تا راهروهای مسیریابی را با زیرساخت‌های دیگر بدون خطر فلاش اوور تصادفی یا تداخل EMI به اشتراک بگذارند. ساختار مهر و موم شده آنها همچنین از انطباق با استانداردهای در دسترس بودن مرکز داده Tier III و Tier IV پشتیبانی می کند، که مستلزم آن است که تعمیر و نگهداری تجهیزات توزیع برق در حین کار تجهیزات فناوری اطلاعات انجام شود - الزامی که ذاتاً نیاز به هادی های کاملاً محصور و ایمن برای لمس دارد.

سکوهای نفت و گاز دریایی

سکوهای دریایی برخی از خصمانه ترین محیط های تاسیسات الکتریکی را ارائه می دهند: اسپری نمک، رطوبت نسبی تا 100٪، گاز سولفید هیدروژن، اتمسفر انفجاری، و ارتعاش ساختاری شدید ناشی از عمل موج و ماشین آلات دوار. شینه‌های لوله‌ای کاملاً عایق‌شده با عایق لاستیکی سیلیکونی و محفظه‌های فولادی ضد زنگ یا GRP به استانداردی برای توزیع برق روی FPSO و سکوهای ثابت تبدیل شده‌اند. ساختار مهر و موم شده آنها از ورود نمک جلوگیری می کند و عدم وجود سطوح رسانای پرانرژی قابل دسترس خطر فلاش قوس را در مناطق طبقه بندی شده به عنوان IEC Zone 1 یا Zone 2 تحت چارچوب جو انفجاری ATEX/IECEx کاهش می دهد - جایی که یک رویداد اشتعال قوس می تواند عواقب فاجعه باری برای پرسنل و یکپارچگی دارایی داشته باشد.

سیستم های ریلی حمل و نقل انبوه

پست‌های مترو، ریل سبک و قطار سریع‌السیر از شین‌های لوله‌ای کاملاً عایق‌شده در هر دو بخش توزیع 25 کیلوولت AC و 1.5 کیلو ولت/3 کیلوولت DC استفاده می‌کنند. این تاسیسات باید در برابر بارهای ارتعاشی و شوک ناشی از معابر قطار مقاومت کنند - نوسانات تا 5 هرتز با شتاب اوج 3 گرم در سازه های زیرزمینی برش و پوشش معمول است. مشخصات نصب فشرده در تونل‌هایی که در آن هزینه‌های ساخت و ساز عمرانی با سطح مقطع تونل مقیاس می‌شود، بسیار مهم است: هر سانتی‌متر صرفه‌جویی در قطر مجموعه شینه‌ها در طول کیلومتر طول تونل نشان‌دهنده کاهش قابل اندازه‌گیری هزینه‌های مهندسی عمران است. عمر سرویس بدون نیاز به تعمیر و نگهداری سیستم عایق نیز به ویژه در محیط‌های ریلی زیرزمینی که دسترسی به فعالیت‌های تعمیر و نگهداری از نظر عملیاتی محدود است ارزشمند است.

تولید انرژی های تجدیدپذیر و یکپارچه سازی شبکه

مزارع بزرگ فتوولتائیک خورشیدی و پروژه‌های بادی فراساحلی، قبل از اینکه برای انتقال شبکه آماده شوند، نیرو را در ولتاژ متوسط (33 کیلوولت یا 66 کیلوولت) جمع‌آوری می‌کنند. در داخل سکوهای پست دریایی - که در آن وزن کل سازه بر هزینه و امکان سنجی فونداسیون پشتیبانی تأثیر می گذارد - شین های لوله ای کاملاً عایق شده در باس کلکتور 33 کیلوولت و بخش باس HV 132/220 کیلو ولت باعث صرفه جویی در وزن و فضا در مقابل تابلو برق عایق گاز (GIS) می شود. توانایی آنها برای کار در محیط‌های دریایی با رطوبت بالا بدون سیستم‌های گاز تحت فشار همچنین پیچیدگی تعمیر و نگهداری را کاهش می‌دهد و خطرات مربوط به حمل و نقل مربوط به گاز SF6 را که به دلیل پتانسیل فوق‌العاده بالای گرمایش جهانی با بررسی‌های نظارتی فزاینده‌ای مواجه است، حذف می‌کند.

استانداردها، الزامات تست، و چارچوب صدور گواهینامه

انطباق با استانداردهای بین المللی و منطقه ای برای هر سیستم باس بار لوله ای کاملا عایق شده که در زیرساخت های عمومی یا کاربردهای صنعتی حیاتی از نظر ایمنی استفاده می شود، الزامی است. در زیر استانداردهای اولیه حاکم بر طراحی، آزمایش و نصب آمده است:

• IEC 62271-209: اتصالات کابلی برای تابلو برق محصور شده با عایق گاز با ولتاژ بالای 52 کیلو ولت — قابل استفاده در سیستم های باس لوله ای HV یکپارچه با GIS.
• IEC 62271-203: تابلو برق محصور شده با فلز عایق گاز برای ولتاژهای نامی بالای 52 کیلو ولت - بخش های کانال اتوبوس عایق شده مورد استفاده در پست های فشار قوی را پوشش می دهد.
• IEC 62271-1: قوانین کلی برای تابلوهای برق فشار قوی و تجهیزات کنترل - محدودیت های افزایش دما، درجه بندی اتصال کوتاه و آزمایش های دی الکتریک برای مجموعه های شینه متصل.
• IEEE C37.23: استاندارد آمریکای شمالی برای اتوبوس محصور شده فلزی - الزامات ساخت و ساز، روش های آزمایش و شرایط سرویس برای سیستم های اتوبوس عایق ولتاژ متوسط.
• IEC 60529: طبقه بندی حفاظت از نفوذ (IP) - IP54 برای صنعتی داخلی، IP65 برای فضای باز، و IP67 برای تاسیسات زیرزمینی یا شناور.
• IEC 60270: تکنیک‌های اندازه‌گیری تخلیه جزئی - آزمایش اصلی پذیرش کارخانه برای هر بخش شینه عایق قبل از حمل و نقل.
• IEC 60287: کابل های برق - محاسبه رتبه فعلی. این روش مستقیماً برای شین‌های لوله‌ای عایق‌شده برای تعیین قدرت در شرایط نصب مشخص اعمال می‌شود.
• IEC 60815: عملکرد آلودگی عایق‌ها - کلاس‌های شدت آلودگی (I-IV) و حداقل فواصل خزش خاص را برای طرح‌های شینه‌های عایق‌شده در فضای باز تعریف می‌کند.

آزمایش‌های نوع - انجام شده بر روی نمونه‌های تولید شده توسط آزمایشگاه‌های مستقل معتبر - شامل: مقاومت دی‌الکتریک (فرکانس نیرو و ضربه صاعقه)، افزایش دما تحت جریان نامی پیوسته، مقاومت در برابر اتصال کوتاه در kA و مدت‌زمان نامی، استقامت مکانیکی شامل لرزش و صلاحیت لرزه‌ای، و رفتار آتش‌سوزی در سیستم‌های IEC-rit برای مسیرهای مسیری 6033. آزمایش‌های معمول کارخانه بر روی هر واحد تولیدی انجام می‌شود و حداقل شامل تست مقاومت فرکانس توان و اندازه‌گیری تخلیه جزئی است. پروژه‌ها در حوزه‌های قضایی خاص ممکن است به علامت‌های گواهی ملی اضافی فراتر از شواهد آزمایش نوع IEC نیاز داشته باشند، بنابراین تأیید الزامات قانونی محلی در اوایل مرحله مشخصات پروژه، از تأخیر در مراحل تدارکات و ترخیص کالا از گمرک جلوگیری می‌کند.

نصب، اتصال، و شیوه های نگهداری طولانی مدت

نصب صحیح سیستم عایق شینه لوله ای به طور مستقیم عمر عملیاتی آن را تعیین می کند. سیستم‌هایی که به‌خوبی طراحی شده‌اند و به اشتباه نصب شده‌اند، عملکرد ضعیفی خواهند داشت. سیستم هایی حتی با مشخصات متوسط ​​که به درستی نصب و نگهداری می شوند می توانند به عمر مفید 40 ساله دست یابند.

روش های اتصال و خاتمه

اتصال پیچ بحرانی ترین نقطه در هر شینه عایق بندی شده است. سطوح تماس مس نقره اندود یا قلع اندود تا مقادیر مشخص شده توسط سازنده - معمولاً 60 تا 80 نیوتن متر برای پیچ و مهره های فولادی ضد زنگ M12 A4 - گشتاور می شوند تا مقاومت تماس کمتر از 10 میکرو اهم در هر اتصال حاصل شود. سپس عایق بر روی ناحیه اتصال با استفاده از کیت‌های غلاف سرد یا انقباض حرارتی، یا محفظه‌های مفصلی قالب‌گیری شده در کارخانه که با سیلیکون ولکانیزکننده دمای اتاق (RTV) پر شده‌اند، بازسازی می‌شود و تداوم دی الکتریک کامل را در پیچیده‌ترین بخش هندسی شینه تضمین می‌کند. یک اتصال ضعیف می تواند یک نقطه داغ محلی ایجاد کند که عایق را با سرعتی چندین برابر نرخ قدیمی عمر اسمی طراحی تخریب می کند - آموزش کار مشترک و تأیید کیفیت را به یک عنصر غیرقابل مذاکره در هر طرح کیفیت پروژه تبدیل می کند.

جبران انبساط حرارتی

مس تقریباً 17 برابر 10 تا منفی 6 در درجه سانتیگراد منبسط می شود. یک شینه مسی 10 متری با افزایش دمای 60 کلوین از خاموشی سرد تا بار کامل، تقریباً 10 میلی متر گسترش می یابد. بدون اتصالات انبساط یا گیره های نگهدارنده لغزنده در فواصل مناسب - معمولاً هر 15 تا 20 متر - این حرکت تنش مکانیکی را به نقاط اتصال ثابت منتقل می کند، به طور بالقوه اتصالات پیچ را شل می کند یا باعث ایجاد ترک خستگی در رابط هادی به گیره می شود. مهندسان باید چرخه حرارتی کامل را از حداقل دمای محیط نصب (تا 40- درجه سانتی گراد در آب و هوای با عرض جغرافیایی بالا) تا حداکثر دمای رسانا تحت بار نامی پایدار، ضرب در تعداد سیکل های بار روزانه مورد انتظار در طول عمر طراحی 30 ساله، در نظر بگیرند.

نظارت بر وضعیت در حین خدمت

سیستم‌های باس بار لوله‌ای کاملاً عایق‌شده مدرن، به‌طور فزاینده‌ای حسگرهای نظارت بر تخلیه جزئی آنلاین تعبیه‌شده را در خود جای می‌دهند - به صورت خازنی کوپل شده یا نوع انتشار صوتی - داده‌های سلامت دی‌الکتریک پیوسته را به SCADA یا پلت‌فرم‌های مدیریت دارایی ارائه می‌کنند. روند افزایشی PD بالای 50 تا 100 pC، هفته ها تا ماه ها هشدار قبلی را قبل از وقوع خرابی دی الکتریک ارائه می دهد. ، امکان قطعی تعمیر و نگهداری برنامه ریزی شده را به جای قطعی های اجباری برنامه ریزی نشده فراهم می کند. بررسی‌های ترموگرافی مادون قرمز از طریق پانل‌های دسترسی طراحی‌شده هدف - که تحت شرایط بار نامی انجام می‌شوند- مقرون‌به‌صرفه‌ترین ابزار برای شناسایی نقاط داغ مشترک هستند. یک برنامه تعمیر و نگهداری بهترین روش معمولاً بررسی‌های حرارتی سالانه، اندازه‌گیری‌های دوسالانه تخلیه جزئی و تأیید گشتاور مشترک را در فواصل پنج ساله ترکیب می‌کند.

قابلیت بازیافت پایان عمر

در پایان کار، هادی مس یا آلومینیوم ارزش فلزی کامل خود را حفظ می کند و از طریق مسیرهای ذوب تعیین شده بازیافت می شود. عایق پلیمری قبل از بازیافت نیاز به جداسازی از فلز دارد و از طریق خرد کردن مکانیکی و پس از بازیافت انرژی یا دپلیمریزاسیون تخصصی پردازش می‌شود. پروژه‌هایی که اهداف پایداری دارند باید توجه داشته باشند که شینه‌های هادی آلومینیومی دارای کربن تجسم‌شده قابل‌توجهی در هر آمپر متر نسبت به مس در ارزیابی چرخه عمر هستند - به‌ویژه زمانی که آلومینیوم بازیافتی پس از مصرف (که تنها به 0.7 کیلووات ساعت بر کیلوگرم نیاز دارد در مقابل 14 تا 17 کیلووات ساعت بر کیلوگرم برای مواد رسانای اولیه) استفاده می‌شود.

ضوابط انتخاب طرح: نحوه تعیین یک میله لوله ای کاملاً عایق شده

هنگام تعیین یک سیستم باس لوله لوله ای ولتاژ بالا، مهندسان باید مجموعه ای کامل و بدون ابهام از پارامترهای کاربردی را تعریف کنند. مشخصات ناقص منبع اصلی استفاده نادرست، تاخیر در تحویل و مهندسی مجدد پرهزینه در سایت های پروژه است.

• ولتاژ نامی (Um) و سطح عایق: بالاترین ولتاژ را برای تجهیزات، ولتاژ مقاومت در برابر فرکانس توان و ولتاژ مقاومت در برابر ضربه رعد و برق را مشخص کنید. برای یک سیستم 12 کیلوولت: Um = 12 کیلو ولت، 28 کیلوولت (1 دقیقه مقاومت در برابر PF)، 75 کیلوولت BIL.
• جریان پیوسته نامی (Ir) و شرایط محیطی: حداکثر جریان پیوسته در بدترین شرایط محیطی از جمله روش نصب - در هوای آزاد، در ترانک محصور یا زیر زمین.
• جریان و مدت زمان اتصال کوتاه: هم جریان خطای متقارن RMS (Isc) و هم جریان نامتقارن اوج (ip = k برابر ریشه-2 برابر Isc)، با ضریب پیک k معمولاً 1.7 تا 2.0 در 50/60 هرتز.
• کلاس زیست محیطی: داخل یا خارج، محدوده دمای عملیاتی، کلاس رطوبت، درجه آلودگی بر اساس IEC 60664، منطقه لرزه ای، و هرگونه قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی (مه نمک، H2S، UV، بخارات تهاجمی).
• مواد هادی: مس یا آلومینیوم، بر اساس وزن، قدرت، و سازگاری اتصالات با پایانه های تجهیزات متصل.
• هندسه اجرا: طول کل، تعداد زانوها (90 درجه، 45 درجه یا سفارشی)، شاخه های T، درزهای انبساط، و هر بخش انعطاف پذیر مورد نیاز برای تطبیق با حرکت سازه یا جابجایی لرزه ای.
• استانداردهای قابل اجرا و معیار پذیرش تخلیه جزئی: به صراحت بیان کنید که کدام استانداردهای IEC، IEEE یا ملی بر طراحی، آزمایش و نصب حاکم است و سطح پذیرش PD را تأیید کنید (معمولاً کمتر از 10 pC در 1.73 برابر U0).

ارائه این اطلاعات کامل در یک سند مشخصات فنی، سازندگان را قادر می‌سازد تا محاسبات مهندسی کامل - از جمله تجزیه و تحلیل نیروی الکترومغناطیسی اتصال کوتاه، شبیه‌سازی افزایش دما بر اساس IEC 60287 و هماهنگی عایق براساس IEC 60071-1 - را قبل از ارائه طرح برای تأیید مشتری انجام دهند. پروژه‌هایی که این پارامترها به‌طور کامل در مشخصات تعریف نشده‌اند، تغییرات دامنه، هزینه‌های مهندسی مجدد و برنامه‌های تحویل را به‌طور مداوم تجربه می‌کنند که یک مشخصات اولیه کاملاً از آن جلوگیری می‌کرد.

حالت های رایج شکست و نحوه برخورد طرح عایق شده با آنها

حتی سیستم‌های شینه‌ای که به خوبی مهندسی شده‌اند می‌توانند در صورت قرار گرفتن در شرایط خارج از پوشش طراحی خود یا اگر بدون کنترل کار کافی نصب شوند، از کار بیفتند. درک حالت‌های خرابی اولیه - و روش‌های خاصی که طراحی لوله‌ای عایق‌شده آنها را کاهش می‌دهد یا تغییر می‌دهد - برای تیم‌های عملیات و تعمیر و نگهداری که مسئول قابلیت اطمینان بلندمدت دارایی هستند، ارزشمند است.

ردیابی و Flashover ناشی از آلودگی

در سیستم‌های شینه‌های خالی، آلودگی سطحی - گرد و غبار رسانا، تراکم، یا رسوبات نمکی - می‌تواند یک مسیر جریان مقاومتی بین هادی‌ها یا از هادی به زمین ایجاد کند و در نهایت باعث شروع فلاش‌اور سطحی شود. روکش عایق پیوسته یک شینه لوله‌ای کاملاً عایق‌شده، سطح هادی در معرض را به طور کامل حذف می‌کند و ردیابی ناشی از آلودگی را روی بدنه هادی اصلی غیرممکن می‌کند. آسیب‌پذیری باقی‌مانده به نقاط پایانی در معرض در اتصالات سوئیچ‌گیر منتقل می‌شود، جایی که کیت‌های اتصال به درستی نصب شده با مواد با درجه CTI بالا و فواصل خزش کافی خط دفاعی هستند که باید در طول بازرسی کیفیت نصب مشخص و تأیید شوند.

اضافه بار حرارتی و تخریب مفصل

اتصالات پیچ و مهره‌ای با سطوح تماس با گشتاور ناکافی یا آماده‌سازی ناکافی، مقاومت تماسی را افزایش می‌دهند. اتصالی با مقاومت تماسی 100 میکرواهم - ده برابر حد مجاز - حامل 2000 A به طور موضعی 40 وات را در یک منطقه کوچک پراکنده می کند و یک چرخه فرار حرارتی را آغاز می کند: گرما باعث اکسیداسیون می شود که مقاومت را بیشتر می کند و گرمای بیشتری تولید می کند. عایق اطراف اتصال با دما در مدل آرنیوس به طور تصاعدی سریع‌تر پیر می‌شود - تقریباً نرخ تخریب را برای هر 8 تا 10 درجه سانتی‌گراد افزایش بالاتر از دمای نامی دو برابر می‌کند. بررسی سالانه ترموگرافی مادون قرمز تحت شرایط بار نامی، اقدام متقابل اثبات شده و مقرون به صرفه برای شناسایی مشکلات در حال توسعه مفصل قبل از اینکه باعث قطع اجباری شود، می باشد.

پیری عایق و ورود آب

عایق های پلیمری از طریق ترکیب تنش های حرارتی، الکتریکی و محیطی در طول زمان تخریب می شوند. ورود آب در انتهای انتهایی یا از طریق عایق آسیب‌دیده مکانیکی، درختکاری الکتروشیمیایی آب را تسریع می‌کند - فرآیندی که در آن میکرو کانال‌های پر از رطوبت از طریق عایق به سمت هادی تحت گرادیان میدان الکتریکی پایدار رشد می‌کنند. درختان به کوتاهی 2 تا 3 میلی متر که در یک دیوار عایق 5 میلی متری گسترش یافته اند نشان دهنده کاهش قابل توجهی در استحکام دی الکتریک موجود است. حفظ یکپارچگی مکانیکی مهر و موم های انتهایی و کیت های اتصال، نظارت بر افزایش فعالیت PD، و جایگزینی سریع عایق هایی که آسیب مکانیکی دارند، عناصر ضروری یک استراتژی تعمیر و نگهداری پیشگیرانه برای سیستم های شینه عایق شده هستند که بیش از 15 سال کار می کنند.

سوالات متداول در مورد میله های اتوبوس لوله ای کاملا عایق شده

Q1: حداکثر امتیاز ولتاژ موجود برای یک باس بار لوله ای کاملاً عایق شده چقدر است؟

A1: شینه های لوله ای کاملاً عایق شده با استفاده از عایق پلیمری جامد به صورت تجاری در دسترس هستند و برای کلاس های ولتاژ تا 145 کیلو ولت (بالاترین ولتاژ برای تجهیزات در سیستم ولتاژ نامی 132 کیلو ولت) آزمایش شده اند. در این سطح، ضخامت عایق XLPE به 20 تا 25 میلی‌متر می‌رسد، و ساخت عایق‌های خالی در آن ضخامت دیواره یک چالش کنترل کیفیت است. بالای 145 کیلو ولت، مجرای باس عایق گاز با استفاده از SF6 یا هوای تمیز فشرده به عنوان محیط عایق، به رویکرد استاندارد صنعت تبدیل می‌شود، زیرا گاز تحت فشار یک دی الکتریک یکنواخت و بدون نقص ارائه می‌کند که به طور قابل‌توجهی نسبت به پلیمر جامد بسیار ضخیم برای تضمین کیفیت در مقیاس تولید سازگارتر است. برای اکثریت قریب به اتفاق پروژه‌های توزیع برق - که در 6 کیلو ولت تا 36 کیلو ولت کار می‌کنند - شین‌های لوله‌ای عایق‌شده پلیمری جامد کاملاً کافی هستند و زمانی که ابعاد فشرده و نیازهای تعمیر و نگهداری کم اولویت‌های پروژه هستند، راه‌حل ترجیحی فنی را نشان می‌دهند.

Q2: یک باس میله لوله‌ای کاملاً عایق‌شده با یک کانال اتوبوس (گذرگاه) عایق‌شده چه تفاوتی دارد؟

A2: هر دو سیستم توزیع برق عایق هستند، اما اساساً از نظر قابلیت ولتاژ، عملکرد عایق و دامنه کاربرد متفاوت هستند. مجرای اتوبوس عایق (گذرگاه) - که معمولاً در ساختمان‌های تجاری و تأسیسات صنعتی فشار ضعیف نصب می‌شود - از هادی‌های مسطح یا مستطیلی با عایق نسبتاً نازک محصور در محفظه ورق فلزی استفاده می‌کند. این عایق در درجه اول ایمنی لمس و حذف رطوبت را فراهم می کند، نه مقاومت دی الکتریک بالا مورد نیاز برای تنش ولتاژ فاز به زمین پایدار بالای 1 کیلو ولت. شینه‌های لوله‌ای کاملاً عایق‌شده دارای عایق‌هایی با ابعاد خاص و آزمایش‌شده برای مقاومت در برابر تنش‌های الکتریکی کامل سیستم‌های ولتاژ متوسط ​​و بالا، از جمله ضربه‌های گذرای صاعقه هستند. هندسه رسانای لوله ای توزیع جریان اثر پوستی را بهینه می کند، جرم هادی را کاهش می دهد و سفتی مکانیکی برتر را در واحد وزن ایجاد می کند. آنها به عنوان دستگاه ولتاژ بالا اولیه تحت استانداردهای IEC طراحی و تأیید شده اند - نه صرفاً به عنوان یک محفظه مکانیکی محافظ در اطراف هادی های ولتاژ پایین.

Q3: آیا می توان اتوبوس لوله ای کاملاً عایق شده را بدون محفظه محافظ در فضای باز نصب کرد؟

A3: بله، به شرطی که مواد عایق و مشخصات سطح برای خدمات هوازدگی مستقیم در فضای باز انتخاب شده باشد. سیستم‌هایی که از عایق لاستیکی سیلیکونی با پروفیل‌های شید متناوب استفاده می‌کنند - از نظر هندسی مشابه با سیستم‌هایی که در سیستم تعلیق پلیمری و عایق‌های پستی استفاده می‌شوند - برای نصب مستقیم در فضای باز بدون هیچ گونه محفظه اضافی مهندسی شده‌اند. هندسه سوله مسیر خزش سطح را گسترش می دهد و از تشکیل مسیر جریان نشتی مداوم حتی در باران شدید یا دوره های آلودگی صنعتی جلوگیری می کند. سیستم‌های فضای باز برای شدت آلودگی کلاس III یا IV براساس IEC 60815، مطابق با سخت‌ترین محیط‌های صنعتی و ساحلی آزمایش می‌شوند. محفظه بیرونی آلیاژ آلومینیوم یا پلیمر تقویت شده با شیشه (GRP) را می توان برای محافظت بیشتر در برابر اشعه ماوراء بنفش، مقاومت در برابر ضربه مکانیکی یا بازدارندگی خرابکاری اضافه کرد، اما زمانی که عایق بیرونی به درستی برای سرویس در فضای باز مشخص شده باشد، یک ضرورت دی الکتریک نیست.

Q4: عمر مورد انتظار یک سیستم باس بار لوله ای کاملاً عایق شده چقدر است؟

A4: یک سیستم شینه لوله‌ای عایق‌شده با XLPE که به‌درستی طراحی شده، به‌درستی نصب شده و به‌خوبی نگهداری می‌شود، دارای عمر طراحی مهندسی 30 تا 40 سال است - مطابق با عمر طراحی زیرساخت‌های پست، تابلو برق، یا زیرساخت نیروگاهی که در آن خدمت می‌کند. این طول عمر به سه شرط اصلی بستگی دارد: نگه داشتن دمای هادی عامل به طور مداوم زیر حد کلاس حرارتی عایق 90 درجه سانتیگراد. حفظ اتصالات پیچ شده در شرایط تماس خوب از طریق تأیید مجدد گشتاور دوره ای و بازرسی ترموگرافی. و حفظ یکپارچگی مکانیکی مهر و موم انتهایی و اتصالات انتهایی برای جلوگیری از نفوذ رطوبت. سیستم‌هایی که به طور معمول در نزدیکی سقف حرارتی خود کار می‌کنند، یا رویدادهای خطای پرانرژی مکرر را تجربه می‌کنند، ممکن است تخریب عایق قابل تشخیص را از 10 تا 15 سال پس از استفاده از خود نشان دهند - که از طریق افزایش روند تخلیه جزئی در طول نظارت بر وضعیت معمول قابل شناسایی است، که امکان جایگزینی برنامه‌ریزی شده را قبل از وقوع یک خرابی مؤثر در سرویس فراهم می‌کند.

Q5: آزمون تخلیه جزئی چگونه انجام می شود و چرا یک آزمون پذیرش اجباری است؟

A5: آزمایش تخلیه جزئی (PD) مطابق با IEC 60270 با اعمال یک ولتاژ AC دقیقاً کنترل شده - معمولاً 1.73 برابر U0، ولتاژ عملیاتی فاز به زمین - در بخش شینه مونتاژ شده و اندازه‌گیری میزان بار ظاهری با استفاده از یک تخلیه هم‌افزایش‌دهنده انجام می‌شود. امپدانس به صورت سری با نمونه آزمایشی متصل می شود. مدار اندازه گیری قبل از هر آزمایش با یک سیگنال تزریق بار شناخته شده کالیبره می شود و از قابلیت ردیابی به واحدهای SI اطمینان می دهد. معیار پذیرش اجباری معمولاً کمتر از 10 pC در ولتاژ آزمایش مشخص شده است. این آزمایش لازم است زیرا حفره‌های ریز عایق را شناسایی می‌کند - انخال‌های هوا به کوچکی ده‌ها میکرومتر - که می‌توانند یک تست ولتاژ مقاومت ساده دی‌الکتریک را بدون تشخیص رد کنند. چنین حفره‌هایی باعث ایجاد فعالیت تخلیه جزئی پایدار در طول سرویس می‌شود که عایق اطراف را از داخل به بیرون کربن می‌کند و از نظر شیمیایی تجزیه می‌کند و در نهایت منجر به خرابی دی الکتریک می‌شود که با هیچ بررسی خارجی قابل پیش‌بینی نیست. هر بخش که از معیار 10 pC عبور می کند، یک ساختار عایق اساساً بدون فضای خالی را نشان می دهد و می توان انتظار داشت که در شرایط عملیاتی عادی به عمر طراحی کامل خود برسد.

Q6: آیا می توان تاسیسات شینه خالی موجود را با شینه های لوله ای کاملا عایق بندی شده مقاوم کرد؟

A6: مقاوم سازی از نظر فنی امکان پذیر است و به طور فزاینده ای در پروژه های افزایش عمر دارایی پست، برنامه های ارتقای ایمنی و پروژه های افزایش ظرفیت در فضاهای محدود رایج است. مقاوم سازی نیاز به یک قطع برنامه ریزی شده دارد که در طی آن هادی های خالی موجود، عایق های پشتیبانی و موانع ترخیص برداشته شده و سیستم لوله ای عایق بندی شده به جای آنها نصب می شود. از آنجایی که شینه‌های عایق‌شده اجازه می‌دهند تا فاصله فازها تا 70 درصد در مقایسه با نصب هادی لخت اصلی کاهش یابد، ساختار پشتیبان شهری ممکن است نیاز به پیکربندی بخشی به هندسه جدید داشته باشد. در برخی موارد - به ویژه پست های داخلی که از 11 کیلو ولت به 33 کیلو ولت ارتقا می یابند، در جایی که ساختمان اصلی برای فضاهای خالی هوای 11 کیلو ولت اندازه گیری شده بود - توانایی نصب شین های عایق در فاصله های فیزیکی کاهش یافته، ارتقای ولتاژ را در ساختار موجود امکان پذیر می کند، نتیجه ای که از نظر فنی با رساناهای هوای بسیار بزرگ تر3 غیرممکن خواهد بود. یک مطالعه امکان سنجی مهندسی کامل شامل تجزیه و تحلیل جریان بار به روز شده، محاسبات اتصال کوتاه، و بررسی دقیق ظرفیت باربری سازه عمرانی موجود، همیشه قبل از تعهد به طراحی مقاوم سازی و برنامه قطع مورد نیاز است.