Tietoa virtakiskon suunnitteluun ja valintaan

Mikä on virtakisko?

Virtakisko on sähkö- ja energiateollisuudessa käytettävä keskeinen komponentti, jonka avulla johdetaan virtaa A ja B paikan välillä.

Esimerkkejä käyttökohteista:

• Jakokeskukset
• Ohjauskeskukset
• Muuntajat
• Sähkömoottorit
• Generaattorit

Kiskojen pääsääntöinen valmistusmateriaali on kupari sen hyvän sähkövirranjohtavuuden vuoksi. Myös alumiinia käytetään vaihtoehtoisena valmistusmateriaalina, mutta sen sähkönjohtavuus ei ole yhtä hyvä kuin kuparilla.

Monesti kuparin hinnan noustessa alumiinia harkitaan vaihtoehtoiseksi materiaaliksi. Alumiinia pitää kuitenkin käyttää huomattavasti kuparia enemmän, jolloin kiskon koko kasvaa, eikä se ole enää välttämättä sovitettavissa haluttuun tuotteeseen.

Käytettävät materiaalit:

• Kupari
• Alumiini

Kiskon muoto

Virtakisko on usein profiililtaan latta, jolloin sen vaipan alasta saadaan mahdollisimman suuri käytettyyn materiaaliin nähden.

Kiskon vaipan alan hyödyntäminen on tärkeää sähkönjohtavuuden kannalta, sillä sähkö kulkee tehokkaimmin materiaalin pinnalla. Materiaalin tehokas hyödyntäminen on järkevää myös kustannusmielessä, sillä kupari on tunnetusti arvokasta.

Toisaalta voimakkaan sähkövirran lämmittäessä kiskoa latta haihduttaa lämpöä muita muotoja tehokkaammin.

Joissakin tuotteissa kuitenkin käytetään myös muun muotoisia ratkaisuita, kuten esimerkiksi pyöreitä tankoja. Tällöin kyseessä saattaa olla esimerkiksi suunnittelua helpottava ratkaisu. Näissä tapauksissa kisko kuitenkin johtaa luultavasti melko alhaista virtamäärää.

Muoto vaikuttaa seuraaviin asioihin:

• Sähkönjohtavuuden tehokkuuteen suhteessa käytettyyn materiaaliin
• Tarvittavan materiaalin määrään / tuotteen hintaan
• Kiskon kykyyn haihduttaa lämpöä / jäähtyä

Huom! SOP-Metalilla on varastossa kattava valikoima kaiken kokoisia kuparilattoja- ja tankoja.

Katso kuparivalikoima täältä.

Katso alumiinivalikoima täältä.

Kiskon mitoitus

Koska sähkö kulkee lähinnä pintoja pitkin, virtakiskon ala vaikuttaa merkittäviltä osin sen suorituskykyyn. Lisäksi monet muut seikat vaikuttavat kiskon virranjohtokykyyn.

Kiskoston nimellisvirran mukaan mitoitettaessa on otettava huomioon ainakin seuraavat seikat:

• Ympäristön lämpötila
• Sallittu kiskoston lämpenemä
• Kiskostossa käytetty metallilaji
• Kiskon pinnan säteilykerroin
• Kunkin vaiheen osakiskojen sijainti toisiinsa nähden
• Ympäröivän ilman nopeus kiskoon nähden (tuuletus)
• Virtalaji (tasa- tai vaihtovirta)

Kiskon eristäminen

Tuotteita valmistetaan sekä eristyksellä että ilman. Eristystä tulee harkita, jos virtakiskoja halutaan asentaa tiiviisti toisiinsa nähden.

Lähekkäin asennetut kiskot ilman eristystä voivat aiheuttaa läpilyöntijännitteen ja oikosulun, jos virta pääsee hyppäämään kiskosta toiseen.

SOP-Metal valmistaa kahta eri kiskotyyppiä

• Kiinteää
• Joustavaa

Kiinteä virtakisko

Kiinteä kisko muodostuu usein kuparisesta suorakaidekappaleesta, joka on katkaistu tiettyyn mittaan sekä taivutettu tiettyyn muotoon.

Kiskon taivutuksella pyritään lähinnä säästämään kiskon viemää tilaa tai saamaan aikaan kantava tukirakenne tuotteessa. Taivutusten lisäksi virtakiskojen valmistus sisältää monia muita työvaiheita.

Valmistukseen liittyvät alihankintapalvelut:

• Taivutus
• Rei’itys, jyrsintä, poraus
• Liitosten tekeminen (hitsaus, juottaminen, ruuvaus)
• Muotojen leikkaaminen
• Kokoonpano

Kiskoihin tehtäviä reikiä hyödynnetään esimerkiksi niiden kytkennässä ja asennuksessa.

Kiinteä kisko on materiaalikustannuksiltaan joustavaa virtakiskoa edullisempi ratkaisu.

Kiinteän kiskon hyödyt:

• Voi toimia tuotteessa kantavana tukirakenteena
• Edullisempi vaihtoehto

Joustava virtakisko

SOP-Metalilla on oma patentoitu valmistusmenetelmä joustavien virtakiskojen valmistamiseen. Joustavat kiskot valmistetaan tina-kupari -lattanauhasta ja ne ovat nimensä mukaisesti joustavia.

Joustavuudesta on hyötyä esimerkiksi asennuksessa. Lisäksi valmistustoleranssit voivat olla hieman väljemmät kuin perinteisiä jäykkiä virtakiskoja osia ja joustava osa on todennäköisesti helpompi ja nopeampi asentaa.

Myöskään lämpölaajenemisesta aiheutuvat muodonmuutokset rakenteissa eivät aiheuta ongelmia.

Joustavan kiskon hyödyt:

• Kisko on helppo asentaa
• Kestää tärinää
• Kestää liitoskohtien tai kiskon kiinnityspisteet liikkumisen

Tutkimus kiinteiden ja joustavien kiskojen välisistä eroista

Teetimme VTT:llä alku vuodesta tutkimuksen, jossa verrattiin SOP-Metalin valmistamien joustavien sekä kiinteiden kiskojen välisiä ominaisuuksia. Tutkimuksessa keskityttiin kiskojen vertaamiseen niiden hävikkitehon sekä lämmön haihduttamiskyvyn perusteella.

Käytännössä tutkimus vahvisti teorian, jonka mukaan perinteisten kiinteiden ja joustavien kiskojen hävikkitehon välillä ei ole merkittävää eroa. Myös lämpö johtuu lähes samalla tavalla pois molemmista kiskotyypeistä.

SOP-Metal Oy valmistaa korkeaa materiaaliosaamista vaativia alihankintatuotteita muun muassa sähkö- ja energiateollisuudelle. Hallitsemme myös sähkövirtausten johtamisen sekä niiden eristämisen aina suunnittelusta komponenttien valmistukseen asti. Lisäksi valmistamme laaja-alaisesti erilaisia rakenteita sekä teräksestä että ruostumattomasta teräksestä. Yritys on perustettu vuonna 1993 ja sen päätoimipaikka on Vaasassa.

SOP-Metal -konserniin kuuluu myös yritykset:

UltraCut Oy (perustettu 1996) on korkeapainevesileikkauksiin sekä kuitulaserleikkauksiin erikoistunut yhtiö.

SOP-Metal Eesti Oü (perustettu 2011) on alihankintayritys, joka palvelee sähkö- ja energiateollisuusyrityksiä Baltian maiden alueella. Yrityksellä on toimipiste Virossa Jürin kunnassa 15 kilometrin päässä Tallinnan keskustasta.

V-S Mikromekaniikka Oy (perustettu 1988) on erikoistunut hienomekaanisten alumiini- ja muovituotteiden valmistukseen.