Co to jest busbar? Wszystko, co musisz wiedzieć o szynach zbiorczych!

Aby przenieść energię z jednego miejsca do drugiego w najszybszy i najwydajniejszy sposób, potrzebne są  mocne przewodniki, kable i szynoprzewody. Przewodniki te muszą być wysokiej jakości. Dlatego, w celu usprawnienia pracy wielu przedsiębiorstw i urządzeń, zamiast zwykłych przewodów stosuje się w nich szynoprzewody, zwane również busbarami.

Czym są busbary, jakie są ich rodzaje i dlaczego są tak niezbędne w wielu urządzeniach? Czym jest busbar (szyna zbiorcza)?

Busbary (szynoprzewody, szyny zbiorcze, szyny prądowe) to rodzaj przewodów elektrycznych, które w porównaniu do tradycyjnych kabli pozwalają na przesyłanie prądu w sposób bezpieczniejszy i bardziej elastyczny. Zapewniają wydajną i efektywną dystrybucję energii, skutecznie zasilając urządzenia i maszyny jedno- oraz trójfazowe, a nawet dając możliwość zasilania wielu sprzętów przy użyciu jednej linii. W porównaniu do zwykłych przewodów są też dużo bardziej funkcjonalne, zwłaszcza przy dużym natężeniu (tworzą sztywne połączenia między poszczególnymi elementami układu).

Zastosowania busbarów w różnych sektorach przemysłu

W praktyce szyby zbiorcze stanowią kluczowy element infrastruktury elektrycznej i mogą być stosowane w różnych układach elektroenergetycznych – również tych, w których wymagane jest przesyłanie prądu o bardzo wysokich napięciach albo na większe odległości (nawet kilka kilometrów), bez strat energii i napięcia. Wykorzystywane w rozdzielnicach elektrycznych, gdzie zarządzają dystrybucją prądu do różnych obwodów i urządzeń. Są kluczowym elementem systemów zasilania budynków komercyjnych i przemysłowych. Stosowane są także w systemach zasilania awaryjnego, takich jak generatory rezerwowe i systemy UPS (Uninterruptible Power Supply). Zapewniają niezawodne zasilanie w sytuacjach kryzysowych. Odgrywają również znaczącą rolę w obszarze odnawialnych źródeł energii, ponieważ umożliwiają efektywne zarządzanie energią w turbinach wiatrowych, falownikach do paneli słonecznych, zarządzają dystrybucją energii z akumulatorów do silników i innych systemów w pojazdach elektrycznych (systemy bateryjne). Ze względu na swoją niezawodność, wytrzymałość i bezpieczeństwo, busbary wykorzystuje się w różnych gałęziach przemysłu.

Jakie są rodzaje busbarów?

W zależności od specyficznych potrzeb i zastosowań, busbary występują w różnych kształtach, mają różne obciążalności prądowe oraz zastosowania, mogą też być wykonane z różnych materiałów. Możemy zatem wyróżnić busbary ze względu na takie kryteria jak:

• kształt (busbary płaskie (flat busbars) - używane są głównie w aplikacjach, gdzie wymagana jest duża powierzchnia styku i niskie straty mocy; szynoprzewody o specjalnych przekrojach, np. o profilu „U”, „L” czy „T” -wykorzystywane są w bardziej złożonych konfiguracjach, gdzie wymagane jest rozgałęzianie połączeń. Zapewniają większą elastyczność w projektowaniu systemów dystrybucji energii.materiał (busbary z miedzi, aluminium lub stali nierdzewnej);
• konstrukcję (busbary jedno- i wielowarstwowe);
• obciążalność prądową (busbary przeznaczone do zasilania odbiorników małej mocy: rozdzielnice niskiego napięcia i urządzenia elektroniczne;średniej podstacje elektryczne i większe urządzenia przemysłowe.oraz odbiornik dużej mocy, jak duże podstacje elektryczne, elektrownie oraz przemysłowe systemy dystrybucji energii.
• rodzaj przewodzonego prądu (busbary DC do prądu stałego i busbary AC do prądu zmiennego).

Warto również dodać, że na rynku dostępne są zarówno szyny zbiorcze bez izolacji, jak i izolowane.

Warto wiedzieć, że busbary stosowane w energetyce i dostępne w Electris różnią się od tych, które wykorzystywane są w panelach fotowoltaicznych (busbar PV). Projektowane są bowiem w taki sposób, by umożliwiać dwukierunkowy przepływ prądu (a nie jak w panelach jednokierunkowy), a do tego produkuje się je z uwzględnieniem norm i przepisów dotyczących bezpieczeństwa elektrycznego a także z uwzględnieniem wymagań klienta. Na takie szynoprzewody nakłada się odpowiednie izolacje lub wzmacnia przewodnictwo dzięki powłoce galwanicznej (srebrzenie, niklowanie, miedziowane, cynowanie), co wpływa na trwałość i bezpieczeństwo określonego busbaru (fotowoltaika wymaga innych rozwiązań, służących do przekazywania prądu z paneli do układu inwertera).

Z jakich materiałów produkowane są busbary?

Busbary produkowane są najczęściej z takich metali nieżelaznych jak miedź czy aluminium.

• Szyna zbiorcza miedziana. Dzięki doskonałym właściwościom elektrycznym miedzi, busbary mogą przewodzić taki sam prąd przy mniejszych rozmiarach. Są bardziej efektywne energetycznie, a do tego odznaczają się bardzo wysoką wytrzymałością mechaniczną, dzięki czemu są trwałe i niezawodne przez wiele lat. Miedziany busbar, dostosowany do odpowiednich wymagań urządzeń i w jakich będzie pracował, , jest przy tym odporny na korozję, dlatego może być stosowany w najtrudniejszych warunkach środowiskowych.
• Szyna zbiorcza aluminiowa. Znajduje zastosowanie w systemach szynowych, w których potrzebne są większe długości i które mają nieco mniejsze wymagania dotyczące przepływu energii. Busbary z aluminium również charakteryzują się wysoką przewodnością elektryczną, a do tego są lżejsze niż te miedziane. Warto jednak pamiętać, że wymagają zastosowania dodatkowej ochrony antykorozyjnej.

Zarówno szynoprzewody busbary miedziane i aluminiowe mogą posiadać izolację (powłokę epoksydowaną nanoszoną proszkowo, koszulkę termokurczliwą, mogą być również odpowiednio laminowane) lub dodatkową, wzmacniającą przewodność, powłokę galwaniczną.

Nieco rzadziej do produkcji szyn zbiorczych wykorzystuje się stal nierdzewną. Takie busbary doskonale sprawdzają się zwłaszcza w systemach, w których wymagana jest odporność na korozję, działanie czynników chemicznych oraz wysokie temperatury.

Busbary Electris

W Electris oferujemy busbary wykonane z miedzi lub aluminium, które możemy dowolnie kształtować. Zaawansowany park maszynowy umożliwia nam oferowanie detali o różnej wielkości (od kilkunastu do 3000 mm) oraz wykonywanie rozwiązań dostosowanych do indywidualnych potrzeb klienta. Oferujemy między innymi dedykowane, zgodne z zapotrzebowaniem szyny zerowe, uziemiające, a nawet szynoprzewody trójfazowe oraz całe systemy busbar.

W Electris oferujemy również laminowane busbary (laminowane szyny zbiorcze), które składają się z warstw miedzi oddzielonych od siebie cienkim dielektrykiem i są zlaminowane w jednolitą strukturę. W efekcie każda warstwa jest odpowiednio izolowana, co zapewnia poprawę właściwości elektrycznych i obciążalności prądowej, a także lepszą wydajność cieplną.

Busbary – jakie mają zalety i wady?

Busbary posiadają wiele zalet, stanowiąc doskonałą alternatywę dla tradycyjnych przewodów. Do tych najważniejszych zaliczamy:

• Doskonała przewodność i ciągłość zasilania – szyny prądowe konsolidują wiele połączeń elektrycznych w centralnym punkcie, upraszczając skomplikowane systemy dystrybucji energii.
• – wykonywane są z trwałych materiałów i dodatkowo zabezpieczane (np. izolowana szyna zbiorcza), dzięki czemu wykazują ponadprzeciętną odporność na uszkodzenia mechaniczne i czynniki atmosferyczne, sprawdzając się w trudnych warunkach;
• wysoką wydajność – zapewniają efektywną dystrybucję energii do wielu urządzeń i maszyn jednocześnie;
• oszczędność miejsca – ich montaż nie wymaga użycia wielu kabli, co ułatwia projektowanie i wdrażanie instalacji;
• elastyczność: konfiguracje szyn prądowych mogą być dostosowane do różnych wymagań energetycznych, zwiększając adaptacyjność systemu.
• możliwość przebudowy i rozbudowy – np. w przypadku konieczności podłączenia nowego urządzenia albo zmiany miejsca jego ustawienia;
• bezpieczeństwo – umieszczane są w metalowych obudowach lub mogą zostać zalaminowane, co pozwala uniknąć porażenia prądem, np. w wyniku przypadkowego dotknięcia przez osoby trzecie;
• uniwersalność – sprawdzają się w różnych układach elektroenergetycznych i znajdują zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu.
• zrównoważony rozwój i ochrona środowiskowa: zarówno szyny miedziane, jak i aluminiowe są poddawane recyklingowi, przyczyniając się do zrównoważonego użytkowania zasobów.

Gdzie stosuje się busbary?

Busbary, dzięki swojej wszechstronności i efektywności, znajdują zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu i urządzeniach. Ich zdolność do bezpiecznego przewodzenia dużych ilości prądu i elastyczność w konfiguracji połączeń czynią je niezastąpionymi w nowoczesnych systemach dystrybucji energii.

Miedziane lub aluminiowe szyny zbiorcze wykorzystywane są w wielu branżach i gałęziach przemysłu. Najczęściej stosuje się je w halach produkcyjnych, magazynach i centrach dystrybucyjnych, a także przemyśle motoryzacyjnym oraz informatycznym (np. w serwerowniach czy centrach danych). Mogą służyć do zasilania różnego rodzaju maszyn przemysłowych, systemów sterowania, oświetlenia czy automatyki.

W przemyśle energetycznym są nieodzowne w podstacjach elektrycznych, gdzie zarządzają przepływem prądu między generatorami, transformatorami i liniami przesyłowymi. W sektorze motoryzacyjnym busbary są wykorzystywane w pojazdach elektrycznych i hybrydowych do zarządzania energią z akumulatorów, co pozwala na optymalizację przestrzeni i redukcję kosztów produkcji, a w przemyśle transportowym w systemach metra i kolei do zarządzania zasilaniem.

Busbary znajdują również zastosowanie w urządzeniach elektronicznych, takich jak komputery, serwery i centra danych, gdzie zapewniają stabilne połączenia między komponentami systemów.

Busbary mogą posiadać zróżnicowane kształty, wymiary oraz parametry, stosuje się w rozmaitych urządzeniach – szafach sterowniczych, transformatorach, UPSach, konwerterach i wielu innych.