Guide complet des barres omnibus : Types, conception, fabrication, applications et sécurité dans les systèmes électriques modernes

I. Introduction aux barres omnibus

A. Qu'est-ce qu'un jeu de barres ?

Un jeu de barres est un composant essentiel des systèmes de distribution électrique, servant principalement de conducteur pour collecter et distribuer l'énergie électrique. Voici un aperçu détaillé de ses caractéristiques, de ses types et de ses applications.

B. L'évolution historique

1. Première phase (années 1950-1970)

Le développement historique des barres omnibus reflète une évolution significative de la technologie de distribution de l'énergie électrique au cours des sept dernières décennies. Au début, dans les années 1950 à 1970, les barres omnibus sont apparues comme des solutions simples mais efficaces pour la distribution industrielle de l'énergie. Ces conceptions initiales étaient des structures de base constituées de jauges métalliques lourdes, principalement utilisées dans des environnements industriels pour des applications à courant élevé. Cependant, elles posaient des problèmes d'efficacité et nécessitaient une maintenance fréquente en raison de leurs couvercles à boulonner et de leurs raccords à pince pour les prises.

2. Période intermédiaire (années 1980-2000)

Au fur et à mesure que la technologie progressait dans les années 1980 à 2000, les barres omnibus ont subi une modernisation substantielle. Cette période intermédiaire a vu l'introduction de systèmes de goulottes de jeux de barres fermés, utilisant des boîtiers en tôle d'acier ou en aluminium abritant des conducteurs en cuivre ou en aluminium. Les caractéristiques de sécurité se sont considérablement améliorées avec le développement de prises de courant enfichables dotées d'un obturateur et d'un dispositif de protection des doigts. L'application des jeux de barres s'est étendue au-delà des environnements industriels pour s'étendre aux bâtiments commerciaux, et les améliorations en matière d'efficacité ont conduit à l'introduction de systèmes à cinq pôles avec des barres de terre et de neutre séparées.

3. L'ère actuelle (2010 à aujourd'hui)

C. Rôle clé dans les systèmes électriques modernes

Les jeux de barres jouent un rôle essentiel dans les systèmes électriques modernes, en particulier dans les environnements qui exigent une distribution d'énergie efficace et flexible, tels que les centres de données et les installations industrielles. Leur importance est soulignée par plusieurs fonctions et avantages clés :

Distribution efficace de l'énergie

Les barres omnibus centralisent la distribution de l'énergie électrique, permettant la transmission efficace de courants élevés d'une source unique à des circuits multiples. Cela réduit la complexité associée aux méthodes de câblage traditionnelles, ce qui permet de rationaliser les installations et d'améliorer la fiabilité.

Flexibilité et évolutivité

Les jeux de barres modernes, en particulier dans les centres de données, sont conçus pour être flexibles. Ils permettent des modifications faciles, telles que l'ajout ou le déplacement d'unités de dérivation sans arrêter l'ensemble du système. Cette adaptabilité est cruciale dans les environnements où les demandes d'énergie changent fréquemment, ce qui permet aux installations d'adapter leurs opérations rapidement et efficacement.

Optimisation de l'espace

Les jeux de barres peuvent être installés au-dessus de la tête, libérant ainsi un espace au sol précieux qui serait autrement occupé par des systèmes de câblage traditionnels. Ceci est particulièrement utile dans les centres de données où il est essentiel de maximiser l'espace utilisable pour les racks de serveurs. Les systèmes de jeux de barres à canal ouvert réduisent le besoin d'équipements supplémentaires au sol, améliorant ainsi l'agencement général et la fonctionnalité de l'espace.

Amélioration de l'efficacité du refroidissement

En minimisant le câblage sous le sol, les jeux de barres améliorent la circulation de l'air dans les centres de données, ce qui se traduit par une meilleure efficacité du refroidissement. Ce point est essentiel car les densités de puissance plus élevées nécessitent souvent des solutions de refroidissement plus robustes. L'installation en hauteur des jeux de barres permet une circulation d'air plus efficace autour des équipements.

Contrôle et gestion de l'énergie

De nombreux jeux de barres modernes sont équipés de fonctions de surveillance intégrées qui fournissent des données en temps réel sur l'utilisation de l'énergie. Cela permet aux gestionnaires d'installations d'optimiser la consommation d'énergie, d'identifier les tendances et de prendre des décisions éclairées concernant les extensions ou les modifications futures. La surveillance continue permet de détecter les déséquilibres de charge et les inefficacités avant qu'ils n'entraînent des pannes d'équipement ou des temps d'arrêt.

Rapport coût-efficacité

Si l'installation initiale des systèmes de jeux de barres peut être comparable aux méthodes traditionnelles, leurs avantages à long terme comprennent la réduction des coûts de maintenance et de la consommation d'énergie. La nature modulaire des jeux de barres permet des ajustements rapides sans temps d'arrêt ni coûts de main-d'œuvre importants, ce qui se traduit par des économies plus importantes au fil du temps.

II. Principes fondamentaux

A. Conductivité électrique

La conductivité électrique (σ) est une propriété fondamentale qui quantifie la capacité d'un matériau à conduire le courant électrique. Elle est définie comme le rapport entre la densité de courant (J) et l'intensité du champ électrique (E), et s'exprime mathématiquement comme suit :

σ = J / E

L'unité SI de la conductivité électrique est le siemens par mètre (S/m). Différents facteurs influencent la conductivité, notamment la température, la composition du matériau et les impuretés. Les métaux comme le cuivre et l'argent présentent une conductivité élevée en raison de la présence d'électrons libres qui facilitent la circulation du courant électrique, tandis que les non-métaux ont généralement une conductivité plus faible.

B. Distribution actuelle

La distribution du courant fait référence à la manière dont le courant électrique circule dans un conducteur ou dans un réseau de conducteurs. Dans un conducteur idéal dont la section transversale et les propriétés des matériaux sont uniformes, la densité du courant reste constante tout au long du conducteur. Toutefois, dans les applications réelles, des facteurs tels que la variation de la résistivité, les gradients de température et les configurations géométriques peuvent entraîner une distribution non uniforme du courant.

La relation entre la densité de courant et le champ électrique peut également être affectée par la géométrie du système de barres omnibus. Par exemple, dans les jeux de barres ayant des formes ou des connexions complexes, le courant peut se concentrer en certains points, ce qui peut entraîner une surchauffe ou un manque d'efficacité. Pour optimiser les performances, les ingénieurs doivent tenir compte de ces facteurs lors de la conception afin d'assurer une distribution uniforme du courant et de minimiser les pertes.

C. Dissipation de la chaleur

La dissipation de la chaleur dans les systèmes électriques est cruciale pour maintenir l'efficacité opérationnelle et prévenir les dommages. Lorsque le courant électrique circule dans un conducteur, il génère de la chaleur en raison des pertes résistives, décrites par la loi de Joule :

P = I²R

où P est la perte de puissance (en watts), I est le courant (en ampères) et R est la résistance (en ohms). Des mécanismes efficaces de dissipation de la chaleur sont essentiels dans les systèmes de barres omnibus pour gérer l'accumulation thermique. Il peut s'agir de

• Sélection des matériaux : Utilisation de matériaux à forte conductivité thermique pour faciliter le transfert de chaleur loin des composants critiques.
• Caractéristiques de conception : Incorporation de systèmes de ventilation ou de refroidissement dans la conception du jeu de barres afin d'améliorer la circulation de l'air et l'évacuation de la chaleur.
• Gestion de la charge : Répartir les charges uniformément sur plusieurs barres omnibus ou circuits afin d'éviter une surchauffe localisée.

La compréhension de ces principes permet de concevoir des systèmes électriques plus efficaces qui maximisent les performances tout en minimisant les risques associés à la surchauffe et aux pannes électriques.

III. Types de barres omnibus

Les jeux de barres sont des composants essentiels des systèmes électriques et peuvent être classés en plusieurs catégories en fonction des matériaux utilisés et de leurs applications spécifiques. Voici un aperçu des principaux types de barres omnibus :

A. Barres omnibus en cuivre

Cuivre barres omnibus sont réputés pour leur excellente conductivité électrique, qui n'est surpassée que par celle de l'argent. Ils sont couramment utilisés dans diverses applications en raison de leur grande efficacité à conduire l'électricité avec une perte d'énergie minimale. Leurs principales caractéristiques sont les suivantes

Haute conductivité : Le cuivre peut transporter plus de courant dans des tailles plus petites que d'autres matériaux, ce qui le rend idéal pour les applications à forte demande.

Résistance à la corrosion: Le cuivre résiste à la corrosion causée par la plupart des produits chimiques organiques, ce qui lui permet de fonctionner dans des environnements difficiles.

Résistance mécanique: Il possède de solides propriétés de résistance à la traction et de dilatation thermique, ce qui garantit sa durabilité dans le temps.

Poids et coût: Bien que plus lourds et plus coûteux que l'aluminium, les jeux de barres en cuivre offrent des performances supérieures, en particulier dans les applications critiques.

B. Barres omnibus en aluminium

Les barres omnibus en aluminium sont plus légères que les barres en cuivre et conviennent donc à des applications spécifiques où le poids est un facteur important. Leurs propriétés sont les suivantes

Léger: L'aluminium est nettement plus léger que le cuivre (jusqu'à 70% de moins), ce qui permet de réaliser des économies en matière de transport et d'installation.

Conductivité inférieure: L'aluminium a une conductivité d'environ 60% de celle du cuivre, ce qui nécessite des sections plus grandes pour des capacités de transport de courant équivalentes.

Rapport coût-efficacité: En général, l'aluminium est moins cher que le cuivre, ce qui en fait une option rentable pour de nombreux projets.

Considérations sur la corrosion: Bien que l'aluminium se corrode plus facilement que le cuivre, des revêtements appropriés peuvent atténuer ce problème.

C. Barres omnibus laminées

Les barres omnibus laminées sont constituées de plusieurs couches de matériaux conducteurs (généralement du cuivre) séparées par de fines couches diélectriques. Cette conception améliore leurs propriétés électriques et leur efficacité thermique :

Amélioration des performances: Le processus de laminage permet une meilleure isolation entre les couches, ce qui réduit les pertes dues à la chaleur et améliore la capacité de transport du courant.

Flexibilité: Les barres de distribution laminées peuvent être conçues pour s'adapter à des configurations et des applications spécifiques, ce qui les rend polyvalentes pour divers systèmes électriques.

Réduction de l'effet sur la peau: La structure en couches permet de minimiser l'effet de peau, ce qui peut améliorer l'efficacité des applications à haute fréquence.

D. Barres collectrices souples

Les jeux de barres flexibles, ou barres flexi, sont conçus pour les applications qui nécessitent une configuration adaptable :

Design pliable: Ces jeux de barres peuvent être facilement pliés ou façonnés pour s'adapter à différentes dispositions, ce qui les rend appropriés pour les espaces restreints ou les installations complexes.

Composition du matériau: Souvent constitués de fines bandes d'aluminium ou de cuivre laminées ensemble, les jeux de barres flexibles offrent à la fois conductivité et facilité d'installation.

Applications: Ils sont particulièrement utiles dans les environnements où l'équipement doit être repositionné ou ajusté fréquemment, comme dans les centres de données ou les systèmes modulaires.

IV. Considérations relatives à la conception

Lors de la conception des jeux de barres pour les systèmes électriques, il faut tenir compte de plusieurs éléments essentiels pour garantir des performances, une sécurité et une efficacité optimales. Voici les principales considérations en matière de conception :

Sélection des matériaux

Le choix du matériau a un impact significatif sur les performances du jeu de barres :

• Cuivre : Préféré pour sa haute conductivité électrique et sa résistance mécanique. Il est idéal pour les applications à courant élevé, mais il est plus cher.
• L'aluminium : Une alternative plus légère et plus rentable que le cuivre, bien que sa conductivité soit plus faible. Il nécessite des dimensions plus importantes pour transporter le même courant que le cuivre.

Dimensions et taille

Un dimensionnement correct est essentiel pour atteindre la capacité de transport de courant souhaitée sans surchauffe :

• Surface transversale : Elle doit être calculée en fonction de la charge prévue. Les grandes surfaces peuvent dissiper la chaleur plus efficacement.
• L'épaisseur : Influence la résistance mécanique et la performance thermique. L'épaisseur doit être optimisée pour équilibrer les besoins en matière de résistance et de dissipation de la chaleur.
• Longueur et largeur : ces dimensions affectent directement l'efficacité opérationnelle du jeu de barres et doivent correspondre aux exigences d'installation.

Valeur nominale actuelle

Il est essentiel de déterminer la charge totale que le jeu de barres supportera :

• Précalcul des charges : Cela a une incidence sur la taille du jeu de barres et est régi par des normes telles que la norme IEC 61439, qui peut exiger une valeur nominale de 125% du courant de pleine charge dans certaines conditions.
• Calcul des pertes en watts : La compréhension des pertes en watts permet d'évaluer les hausses de température dans le système, ce qui est essentiel pour maintenir des conditions de fonctionnement sûres.

Dissipation de la chaleur

Une gestion efficace de la chaleur est essentielle pour éviter la surchauffe :

• Optimisation de la surface : La forme du jeu de barres affecte sa surface, qui à son tour influence les capacités de dissipation de la chaleur. Les barres plates offrent généralement une meilleure dissipation de la chaleur que les barres rondes.
• Mécanismes de refroidissement : Les considérations peuvent inclure la conception du flux d'air ou des systèmes de refroidissement supplémentaires dans les environnements à forte charge thermique.

Connexions et terminaisons

La conception doit tenir compte des différents types de connexion :

• Compatibilité avec les câbles : Veiller à ce que les connexions aux conducteurs soient correctement dimensionnées et configurées afin d'éviter tout problème lors de l'installation.
• Exigences en matière de tests : Les connexions dépassant certaines intensités doivent être testées pour déterminer l'impact de l'échauffement, afin de s'assurer qu'elles respectent les normes de sécurité.

Notation des défauts

Les barres omnibus doivent résister à des courants de défaut élevés sans défaillance :

• Protection contre les courts-circuits : Le système doit être suffisamment robuste pour gérer les conditions de défaut jusqu'à ce que les dispositifs de protection se déclenchent. Pour ce faire, il faut comprendre la valeur nominale du défaut en fonction de la taille du transformateur et de l'impédance du câble.

Placage et revêtement

Les revêtements protecteurs peuvent améliorer les performances :

• Résistance à la corrosion : Les barres omnibus peuvent nécessiter un placage (par exemple, argent, nickel, étain) pour prévenir la corrosion et maintenir des surfaces de contact à faible résistance.
• Revêtement époxy : Ce revêtement peut protéger contre les chocs électriques, la corrosion et les arcs électriques à haute tension, en particulier dans les environnements difficiles.

Considérations relatives à l'installation

Des techniques d'installation appropriées sont essentielles pour la sécurité et la performance :

• Structures de soutien : Les jeux de barres ont besoin d'un support adéquat pour supporter leur poids et les contraintes mécaniques dues aux vibrations ou à la dilatation thermique.
• Exigences en matière d'espacement : La distance entre les supports doit être déterminée sur la base des normes d'essai afin de garantir l'intégrité structurelle dans des conditions de défaillance.

V. Procédés de fabrication

Conception et spécifications

Le processus de fabrication commence par la phase de conception, au cours de laquelle les ingénieurs déterminent les spécifications en fonction de l'application envisagée. Il s'agit notamment de

• Sélection des matériaux : Choix entre le cuivre et l'aluminium en fonction de la conductivité, du poids, du coût et des conditions environnementales.
• Taille et forme : Définir les dimensions nécessaires pour répondre aux exigences électriques, telles que la capacité de transport de courant et les performances thermiques.

Préparation du matériel

Une fois la conception finalisée, les matières premières sont préparées :

• Préparation du cuivre : Les feuilles ou barres de cuivre sont coupées aux dimensions requises. Le matériau est nettoyé pour éliminer les impuretés susceptibles d'affecter la conductivité.
• Préparation de l'aluminium : Des mesures similaires sont prises pour l'aluminium, avec en plus des mesures de protection contre la corrosion.

Formage et usinage

Cette étape consiste à donner aux matériaux préparés la forme souhaitée :

• Pliage et poinçonnage : des techniques telles que le pliage, le poinçonnage et le perçage permettent de créer les trous et les contours nécessaires. La précision est essentielle pour s'assurer que chaque barre omnibus répond aux spécifications de sa conception.
• Coulée continue et extrusion : Pour les barres omnibus en cuivre, des méthodes telles que la coulée continue sont employées pour produire des barres de cuivre de haute pureté, qui sont ensuite extrudées sous forme de barres omnibus dans des conditions contrôlées afin de minimiser l'oxydation.

Isolation et revêtement

Les barres omnibus nécessitent souvent une isolation ou des revêtements de protection pour améliorer la sécurité et la durabilité :

• Application de l'isolation : Des matériaux tels que le PVC ou l'époxy peuvent être appliqués pour protéger contre les défauts électriques et les facteurs environnementaux.
• Revêtement pour la résistance à la corrosion : Les barres omnibus en aluminium peuvent recevoir des revêtements pour améliorer leur résistance à la corrosion. L'étamage est une technique couramment utilisée sur les barres omnibus en cuivre pour empêcher l'oxydation tout en maintenant la conductivité.

Assemblée

Après le formage et le revêtement, les barres omnibus sont assemblées dans leur configuration finale :

• Connexion de plusieurs barres omnibus : Il peut s'agir de relier plusieurs barres conductrices à l'aide de boulons ou d'autres méthodes de fixation afin de créer un circuit complet.
• Terminaisons : Les extrémités des jeux de barres sont souvent équipées de connecteurs ou de bornes conçus pour faciliter l'intégration dans les systèmes électriques.

Essais

L'assurance qualité est essentielle dans la fabrication des barres conductrices :

• Essais électriques : Chaque jeu de barres est soumis à des essais rigoureux pour s'assurer qu'il répond aux normes de performance électrique, y compris la capacité de transport de courant et l'intégrité de l'isolation.
• Essai thermique : Les capacités de dissipation de la chaleur sont évaluées pour confirmer que le jeu de barres peut fonctionner en toute sécurité dans les conditions de charge prévues.

Touches finales

Les ajustements finaux et les contrôles de qualité sont effectués avant l'expédition du produit :

• Finition de la surface : un polissage ou un nettoyage supplémentaire peut être effectué pour améliorer l'aspect et les performances.
• Emballage : Les jeux de barres sont soigneusement emballés pour le transport afin d'éviter tout dommage pendant l'expédition.

VI. Systèmes de jeux de barres

Les jeux de barres sont des composants essentiels des réseaux de distribution électrique, car ils constituent une plaque tournante centralisée pour de multiples connexions électriques. Leur conception et leur configuration peuvent avoir une incidence considérable sur l'efficacité, la fiabilité et le coût de la distribution d'énergie. Voici un aperçu des différents systèmes de jeux de barres d'après les résultats de la recherche.

Types de jeux de barres

1. Disposition à jeu de barres unique : il s'agit de la configuration la plus simple, dans laquelle un seul jeu de barres relie tous les équipements, tels que les transformateurs et les disjoncteurs. Bien qu'elle soit simple et qu'elle nécessite moins d'entretien, une défaillance dans le système peut avoir des répercussions sur l'ensemble de l'alimentation, ce qui la rend moins adaptée aux applications critiques pour lesquelles une alimentation continue est essentielle.
2. Disposition des barres principales et de transfert : Cette disposition utilise deux barres omnibus ainsi qu'un coupleur de barres pour connecter les sectionneurs et les disjoncteurs. Il permet de transférer la charge entre les barres omnibus en cas de surcharge, de maintenir la continuité de l'alimentation en cas de défaillance et de permettre la maintenance sans interrompre le service. Toutefois, la complexité accrue entraîne une augmentation des coûts du système.
3. Disposition à double bus et double disjoncteur : Avec deux barres omnibus et deux disjoncteurs, cette configuration excelle en termes de fiabilité et de flexibilité. Elle garantit une alimentation ininterrompue en cas de panne ou d'entretien, mais entraîne des coûts plus élevés en raison de l'équipement supplémentaire nécessaire.
4. Disposition à un disjoncteur et demi : dans cette configuration, trois disjoncteurs gèrent deux circuits indépendants avec un disjoncteur central partagé. Cette configuration offre une protection contre les pertes d'alimentation et facilite l'ajout de circuits supplémentaires, bien qu'elle puisse entraîner des coûts de maintenance plus élevés en raison de sa complexité.
5. Disposition principale en anneau : ici, le jeu de barres forme une boucle fermée ou un anneau, offrant deux voies d'alimentation. Si un circuit rencontre des problèmes, le système peut continuer à fonctionner via une autre section de l'anneau. Cette conception localise les défauts sur des segments spécifiques et permet d'effectuer la maintenance sans interrompre l'ensemble de l'alimentation. Toutefois, cette conception en circuit fermé limite les possibilités d'expansion future.

Avantages des systèmes de barres collectrices

• Distribution simplifiée : Les jeux de barres regroupent plusieurs connexions électriques en un point central, ce qui permet de rationaliser les systèmes de distribution d'énergie complexes.
• Rentabilité : En remplaçant plusieurs conducteurs individuels, les jeux de barres réduisent les coûts des matériaux et de l'installation.
• Protection renforcée : Ils facilitent l'intégration des dispositifs de protection, assurant une protection efficace contre les défauts et les surcharges.
• Flexibilité : Les configurations peuvent être ajustées pour répondre à des besoins de puissance variables.
• Facilité d'entretien : les jeux de barres simplifient les procédures d'entretien en facilitant l'accès aux connexions et aux composants.
• Continuité de l'alimentation : Certaines dispositions permettent de maintenir l'alimentation électrique pendant la maintenance ou les pannes.
• Défauts localisés : Certaines conceptions permettent d'isoler les défauts sur des segments spécifiques, ce qui réduit les temps d'arrêt du système.

Inconvénients

• Investissement initial : Les coûts initiaux de conception et de mise en œuvre des systèmes de jeux de barres peuvent être plus élevés que ceux d'un câblage traditionnel.
• Complexité : Certaines configurations peuvent devenir complexes et nécessiter une conception et une installation qualifiées.
• Encombrement : Certaines dispositions peuvent occuper plus d'espace physique que les systèmes de câblage traditionnels.
• Risques de surcharge : Les systèmes tels que les réseaux circulaires peuvent être sujets à des surcharges en cas d'ouverture des disjoncteurs.

VII. Applications dans les différents secteurs d'activité

Les jeux de barres sont des composants essentiels des systèmes de distribution électrique, utilisés dans diverses industries pour leur efficacité, leur fiabilité et leur flexibilité. Voici un aperçu de leurs applications dans différents secteurs :

Applications dans tous les secteurs d'activité

Centres de données :Les jeux de barres jouent un rôle important dans les centres de données, où ils sont utilisés pour distribuer l'énergie aux serveurs et autres équipements critiques. Les principaux avantages sont les suivants :

• Optimisation de l'espace : Les systèmes de barres omnibus à canal ouvert éliminent la nécessité d'un câblage étendu sous le plancher, ce qui maximise l'espace utilisable pour les baies de serveurs.
• Évolutivité : Ils permettent d'ajouter facilement des blocs d'alimentation sans arrêter le système, ce qui permet de répondre efficacement aux demandes fluctuantes.
• Amélioration du refroidissement : Les installations aériennes réduisent le besoin de mesures de refroidissement supplémentaires, améliorant ainsi la circulation de l'air et l'efficacité énergétique.
• Surveillance en temps réel : De nombreux systèmes de jeux de barres sont dotés de fonctions de surveillance intégrées, qui permettent aux responsables des centres de données de connaître la consommation d'énergie et les tendances.

Hôpitaux : Dans les établissements de santé, les jeux de barres assurent une distribution fiable de l'énergie dans les zones critiques telles que les salles d'opération et les unités de soins intensifs. Leurs applications sont les suivantes :

• Alimentation électrique ininterrompue : Les jeux de barres fournissent une source d'alimentation stable essentielle pour les équipements de sauvetage, minimisant ainsi le risque de pannes qui pourraient compromettre les soins aux patients.
• Infrastructure flexible : Elles permettent de modifier rapidement la distribution d'électricité en fonction de l'évolution des besoins de l'hôpital, garantissant ainsi un fonctionnement continu.

Installations industrielles :Les jeux de barres sont largement utilisés dans les usines de fabrication et les fabriques pour une distribution efficace de l'énergie :

• Alimenter les machines : Ils fournissent de l'électricité à diverses machines et équipements, répondant ainsi à divers besoins opérationnels.
• Maintenance rationalisée : Les jeux de barres simplifient les procédures de maintenance en regroupant plusieurs connexions en un seul système, ce qui réduit les temps d'arrêt lors des réparations ou des mises à niveau.

Établissements d'enseignement

Dans les écoles et les universités, les jeux de barres gèrent la distribution de l'électricité dans les grands campus :

• Gestion efficace de l'énergie : Ils permettent de distribuer efficacement l'électricité dans les salles de classe, les laboratoires et les bureaux administratifs.
• Adaptabilité : Les systèmes de jeux de barres peuvent être facilement étendus ou modifiés au fur et à mesure de l'ajout de nouveaux bâtiments ou installations sur le campus.

Systèmes de transport :Les barres d'arrêt sont essentielles dans les infrastructures de transport telles que les métros et les chemins de fer :

• Distribution d'électricité : Ils distribuent l'électricité depuis les sous-stations jusqu'aux trains et aux voies, assurant ainsi le bon fonctionnement des systèmes de transport public.
• Fiabilité : La robustesse des jeux de barres améliore la fiabilité de l'alimentation électrique, essentielle à la sécurité des transports.

Bâtiments commerciaux :Dans les immeubles de bureaux et les espaces commerciaux, les jeux de barres facilitent une distribution électrique efficace :

• Distribution centralisée de l'énergie : Ils simplifient l'agencement électrique en réduisant le nombre de câbles nécessaires à la distribution de l'énergie.
• Rentabilité : En minimisant la complexité de l'installation et les coûts des matériaux, les barres omnibus contribuent à réduire les dépenses globales du projet.

Systèmes d'énergie renouvelable :Les jeux de barres sont de plus en plus utilisés dans les applications d'énergie renouvelable :

• Systèmes d'énergie solaire : Ils gèrent la distribution de l'électricité produite par les panneaux solaires vers les onduleurs et les systèmes de stockage.
• Éoliennes : Les barres omnibus facilitent la gestion efficace de l'énergie entre les éoliennes et les connexions au réseau, améliorant ainsi les performances globales du système.

VIII. Sécurité et protection dans le système de jeux de barres

Systèmes de protection des barres omnibus

Les systèmes de protection des jeux de barres sont conçus pour protéger les jeux de barres et les équipements associés contre les défauts tels que les courts-circuits et les défauts de mise à la terre. Ces systèmes sont essentiels pour maintenir la stabilité du réseau électrique et assurer la sécurité du personnel. Les principales caractéristiques sont les suivantes

• Protection différentielle : Cette méthode compare le courant entrant et le courant sortant du jeu de barres. Si une différence est détectée, indiquant un défaut, le système peut rapidement isoler le segment concerné pour éviter tout dommage ou risque supplémentaire.
• Elimination rapide des défauts : La détection et l'isolation rapides des défauts sont essentielles pour minimiser l'impact sur l'ensemble du système électrique et éviter les chocs ou les pannes graves.

Isolation et protection

Une isolation et une protection adéquates sont essentielles pour éviter tout contact accidentel avec des barres conductrices sous tension :

• Barres omnibus isolées : Elles sont recouvertes de matériaux qui assurent l'isolation électrique, réduisant ainsi le risque de choc électrique. Les matériaux d'isolation doivent résister à des températures élevées et aux conditions environnementales.
• Protections : Les protections, les gaines et les manchons de raccordement des barres omnibus en polychlorure de vinyle (PVC) ou en d'autres matériaux isolants contribuent à la protection contre les contacts accidentels et les courts-circuits. Ces dispositifs améliorent la sécurité en fournissant des barrières autour des connexions sous tension.

Équipement de protection individuelle (EPI)

Lorsque vous travaillez avec des barres conductrices, en particulier lors de l'entretien ou de l'installation :

• Utilisation d'EPI : Les travailleurs doivent porter des équipements de protection individuelle appropriés tels que des gants, des lunettes de sécurité et des vêtements ignifugés pour se protéger contre les risques électriques.
• Formation du personnel : Seul le personnel formé doit manipuler les barres conductrices sous tension. Une formation adéquate permet de s'assurer que les travailleurs comprennent les risques et les protocoles de sécurité nécessaires lorsqu'ils travaillent à proximité d'équipements à haute tension.

Procédures d'entretien

Un entretien régulier est essentiel pour garantir le fonctionnement sûr des jeux de barres :

• Inspection : Des inspections périodiques doivent être effectuées pour vérifier les signes d'usure, de corrosion ou de dommages. Les connexions doivent être serrées si nécessaire afin d'éviter les défaillances dues à des connexions desserrées.
• Nettoyage : Garder les barres omnibus exemptes de poussière et de débris permet d'éviter les courts-circuits et les surchauffes, qui peuvent entraîner des pannes d'équipement ou des incendies.

Atténuation de l'éclair d'arc électrique

Les barres omnibus peuvent être à l'origine d'incidents liés à l'éclair d'arc électrique si elles ne sont pas correctement gérées :

• Protection contre l'éclair d'arc électrique : Il est essentiel de mettre en œuvre des stratégies de protection contre les éclairs d'arc. Il s'agit notamment de concevoir des systèmes qui minimisent le risque d'éclair d'arc grâce à une isolation adéquate, à la distance des composants sous tension et à l'utilisation d'équipements de protection lors de la maintenance.
• Procédures d'urgence : L'établissement de procédures d'urgence claires pour faire face aux incidents liés à l'éclair d'arc électrique peut contribuer à atténuer les risques associés aux explosions électriques potentielles.

IX. Installation et entretien

Installation des barres omnibus

1. La préparation

Rassembler les outils et l'équipement : Les outils essentiels sont les perceuses, les scies, les rubans de mesure, les marqueurs, les poinçons, les marteaux et les équipements de sécurité (gants, lunettes de protection).

Inspection des matériaux : Avant l'installation, vérifiez que tous les matériaux des jeux de barres n'ont pas été endommagés pendant le transport. Veillez à ce qu'ils soient stockés dans un environnement propre et sec pour éviter la corrosion.

2. Conception et planification

Considérations relatives à la conception : Créez une conception détaillée basée sur les exigences en matière de charge électrique et de capacité de transport de courant. Il s'agit notamment de déterminer la disposition et les supports nécessaires.

Marquage des itinéraires d'installation : Marquer clairement les parcours des jeux de barres et les emplacements des supports sur les murs ou les sols afin de garantir un alignement correct lors de l'installation.

3. couper et percer

Mesurez et coupez : Mesurez avec précision les longueurs requises des jeux de barres et coupez-les à l'aide d'outils appropriés (par exemple, une scie à métaux). Lissez les bords rugueux à l'aide d'une lime pour éviter de les endommager lors de l'installation.

Percez les trous de montage : Percez les trous de fixation en fonction des spécifications de conception. Utilisez un poinçon central pour marquer les positions avant de percer afin de garantir la précision.

4. étapes de l'installation

Montage : Fixer solidement les jeux de barres à l'aide de boulons ou de vis aux points d'appui désignés. Veillez à ce que la fixation soit ferme mais pas trop serrée pour éviter d'endommager le jeu de barres.

Raccordement : Connecter les barres adjacentes en alignant correctement leurs extrémités. Utilisez des clés dynamométriques pour serrer les connexions selon les valeurs de couple spécifiées (par exemple, boulons M10 à 17,7-22,6 N-m). Veillez à ce que toutes les connexions soient correctement isolées pour éviter les courts-circuits.

Mise à la terre : Après avoir connecté les barres omnibus, vérifiez la résistance de la mise à la terre à l'aide d'un multimètre pour vous assurer qu'elle est conforme aux normes de sécurité (généralement moins de 0,1Ω).

5. Contrôles finaux

Essai d'isolation : Avant de mettre le système sous tension, mesurer la résistance de l'isolation à l'aide d'un mégohmmètre ; les valeurs doivent être supérieures à 20 MΩ par section.

Inspection visuelle : Effectuer une inspection visuelle finale pour s'assurer que tous les composants sont correctement installés et qu'ils ne sont pas endommagés.

Entretien des jeux de barres

1. inspections régulières

Contrôles de routine : Planifiez des inspections régulières pour évaluer l'état des barres omnibus, en recherchant des signes d'usure, de corrosion ou des connexions desserrées.

Nettoyage : Les barres omnibus doivent être exemptes de poussière et de débris susceptibles de provoquer des surchauffes ou des courts-circuits. Utilisez des méthodes de nettoyage appropriées qui n'endommagent pas l'isolation ou les surfaces conductrices.

2. gestion des connexions

Serrage des connexions : Vérifier périodiquement le serrage de tous les raccords boulonnés. Des connexions desserrées peuvent entraîner une augmentation de la résistance et une accumulation de chaleur, ce qui peut provoquer des défaillances.

3.Suivi des performances

Contrôle de la température : Mettre en place des systèmes de surveillance de la température pour détecter rapidement les conditions de surchauffe. Cela permet d'éviter les défaillances catastrophiques dues à une production excessive de chaleur.

4.Documentation

Registres de maintenance : Conservez des registres détaillés des inspections, des activités de maintenance et des réparations effectuées sur le système de jeux de barres. Cette documentation est essentielle pour se conformer aux règles de sécurité et pour planifier l'entretien futur.

5. Protocoles de sécurité

Mise hors tension des systèmes : Assurez-vous toujours que le jeu de barres est hors tension avant d'effectuer des travaux d'entretien. Respectez les procédures de verrouillage/étiquetage afin d'éviter toute remise sous tension accidentelle pendant les travaux d'entretien.

Utilisation d'EPI : veiller à ce que tout le personnel chargé de la maintenance porte des équipements de protection individuelle (EPI) appropriés, tels que des gants et des lunettes de sécurité.

XIII. Normes et réglementations

Norme/règlement	Description	Aspects clés
IEC 61439	Cadre global pour les ensembles d'appareillage à basse tension	Exigences en matière d'essais Méthodes de vérification Traitement du courant de défaut Documentation et conformité
EN 13601	Spécifications pour les conducteurs en cuivre et en aluminium dans les jeux de barres	Qualité des matériaux Spécifications dimensionnelles
Normes UL (par exemple, UL 508A)	Normes de sécurité pour les panneaux de contrôle industriels et les systèmes de barres omnibus en Amérique du Nord	Sécurité incendie Sécurité électrique
Code national de l'électricité (NEC)	Lignes directrices sur les installations électriques aux États-Unis	Sécurité de l'installation Taux d'équipement

XIV.Lignes directrices à l'intention des fabricants

Mersen :Spécialisée dans les barres omnibus laminées sur mesure et offrant une large gamme de solutions électriques.

Velden Engineering :Fournit des services automatisés de poinçonnage et de pliage CNC pour les barres omnibus en cuivre et en aluminium, à l'intention de diverses industries.

Electris: Fabrication de barres omnibus en cuivre et en aluminium, axée sur une distribution efficace de l'énergie et des solutions personnalisées.

H V Wooding: Spécialisée dans la fabrication de barres de cuivre et d'aluminium pour les composants d'appareillage, les panneaux de contrôle et les transformateurs.

ILF Ltd :Elle se consacre à la production de barres omnibus en cuivre de haute qualité pour diverses applications, notamment dans les secteurs de l'énergie, du rail et de l'aérospatiale.

VIOX Électrique : Fabrications Boîtes de distribution barres conductrices.

XV.Article source

https://www.epa.gov/environmental-geophysics/electrical-conductivity-and-resistivity

https://www.nde-ed.org/Physics/Materials/Physical_Chemical/Electrical.xhtml