Некоторые рекомендации от компании Rittal
июля 19, 2024
Как правильно заземлять опорные рельсы?
Этот вопрос часто задают производители машин и оборудования, например, когда электрические компоненты в корпусе крепятся на монтажных рейках, прикрепленных к монтажным пластинам.
Ответ можно найти в DIN EN 61439-1/-2 и DIN EN 60204-1, где указано, что электропроводящие части допустимы как часть соединения PE-проводника только в том случае, если выполнены основные требования постоянного, проводящего соединения с достаточной токопроводящей способностью. Если эти требования выполнены, опорная рейка может быть подключена к PE-проводнику с широким контактом с голой металлической монтажной пластиной или через крепления (угловые кронштейны, распорки и т. д.) при креплении к системе корпуса (раме, внутренним монтажным рейкам и т. д.) Обратите внимание на следующие определения:
-
Постоянный означает, что точки контакта защищены от ослабления под механической нагрузкой и от окисления/коррозии;
- Проводимость означает, что измеренное сопротивление между контактом компонента на верхней рейке и точкой подключения внешнего проводника PE составляет < 0,1 Ом;
- Достаточная токопроводящая способность означает, что поперечное сечение контакта/соединения должно быть эквивалентно сечению отдельного медного PE-проводника.
Можно ли использовать этот корпус на открытом воздухе?
При рассмотрении этого вопроса многие производители ориентируются исключительно на категорию защиты IP 55 и выше, при этом могут быть упущены из виду другие важные аспекты:
Согласно международному стандарту IEC 60529, категории защиты IP обычно состоят из двух цифр и дополнительных букв для корпусов электрооборудования (где применимо). Однако стандарт относится к лабораторным испытаниям, которые не могут точно воспроизвести все возможные применения электрооборудования.
В частности, он не допускает долгосрочного влияния погодных условий, таких как град или обледенение. Помимо защиты от проникновения пыли и влаги, необходимо также предусмотреть защиту от коррозии. Поэтому могут быть целесообразны специальные покрытия или использование нержавеющей стали. Другим важным аспектом является то, что климат-контроль должен быть спроектирован так, чтобы противодействовать риску повышенной конденсации или прямого солнечного света как дополнительной тепловой нагрузки.
Резюме: Если явно не указано, что они подходят для использования вне помещений, корпуса обычно исключаются из таких приложений. Однако условия, при которых возможно использование вне помещений, и другие соответствующие обновления — как описано — следует уточнить у производителей.
Как максимально эффективно использовать пространство?
Этот вопрос часто возникает, когда контроллеры и блоки распределения питания в корпусах сконфигурированы с использованием множества различных устройств и компонентов.
Низковольтные распределительные устройства обычно собираются на монтажных пластинах. Наряду с аспектами безопасности, на этапе планирования следует также учитывать функциональные риски, такие как климат-контроль и ЭМС. Это особенно важно при использовании силовой электроники и узлов управления/связи, которые питаются от системы шин через защитное оборудование и распределительные устройства.
Производители таких узлов часто устанавливают очень точные требования к размещению и расстоянию от других узлов в своих инструкциях по сборке и эксплуатации. Эти инструкции необходимо соблюдать, в противном случае гарантия может быть аннулирована в случае неисправности или повреждения.
Поэтому, например, в условиях ограниченного пространства в компактных машинах особенно важно максимально эффективно использовать внутреннее пространство корпуса с помощью широкого спектра принадлежностей и системных деталей.
Также необходимо обеспечить статическую или шарнирную установку устройств с 19-дюймовым основанием, а также сборку дополнительных уровней монтажа с использованием частичных монтажных пластин. Они могут быть расположены сбоку корпуса или перед основной монтажной пластиной, как вертикально шарнирными, так и наклонными.
Таким образом, легко достигается требуемое расстояние для предотвращения горячих точек или снижения электромагнитных помех. Более того, металлические, коррозионно-стойкие и проводящие вспомогательные детали для ЭМС обеспечивают превосходное выравнивание потенциалов корпусов устройств, кабельных экранов и, где применимо, корпусов вентиляторов и фильтров ЭМС посредством прямого контакта с насадкой.
Тяжелое устанавливаемое оборудование, которое невозможно закрепить на монтажной пластине, должно легко и безопасно поддерживаться соответствующими несущими деталями на основании корпуса или на горизонтальной секции рамы в случае рамных корпусов.
Нужен ли мне цоколь/основание для корпуса?
Это часто задаваемый вопрос в Rittal при размещении корпусов для различных приложений. Чтобы ответить правильно, мы должны различать три основных сценария: во-первых, транспортировка корпуса к месту установки; во-вторых, обеспечение его безопасности и крепления на месте; и, в-третьих, прокладка кабелей в корпус. Эти три сценария оказывают непосредственное влияние на выбор дополнительных деталей. Очевидно, что для большинства приложений необходим широкий спектр монтажных инструментов.
Сначала давайте рассмотрим транспорт.
Если корпус необходимо поднять и переместить краном, основание/цоколь не требуются. Если корпус необходимо переместить погрузчиком или грузовиком, основание/цоколь подойдет, при условии, что он имеет модульную конструкцию с несущими угловыми деталями и отдельными панелями отделки, а каркас корпуса способен выдерживать нагрузку.
Во-вторых, давайте рассмотрим стабильность.
Для жесткого крепления к полу с целью надежного противостояния вибрациям и ударам мы не рекомендуем использовать основание/цоколь и крепление винтами или даже сваркой рамы корпуса непосредственно к полу. В качестве альтернативы существуют специальные конструкции для механической развязки (виброгасители и амортизаторы) или для исключительно жесткого соединения с подконструкцией (например, сейсмостойкое основание/цоколь).
Наконец, давайте рассмотрим «подачу кабеля».
Если кабели должны быть вставлены без напольного воздуховода, основание/цоколь необходимы. Модульная конструкция основания/цоколя и подходящие аксессуары поддерживают прокладку кабелей под рядами шкафов и механическую разгрузку от натяжения за пределами защищенного помещения. Основание/цоколь также обеспечивает место для хранения излишков кабеля, где это необходимо. Кстати, они должны храниться в извилистой, а не круговой схеме по соображениям ЭМС. Наряду с прочным основанием/цоколем (с перфорированными панелями отделки для поддержки вентиляции шкафа в чистых помещениях), выравнивающие ножки также могут быть полезным дополнением для неровных полов, как отдельно, так и в сочетании с основанием/цоколем.
Могу ли я использовать корпус при температуре окружающей среды 40°C и влажности почти 100%?
Мы часто слышим эти и подобные вопросы в жаркие летние месяцы или для корпусов, расположенных в тропических странах. Обычно существуют опасения по поводу конденсации внутри корпуса и связанных с этим последствий.
Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо рассмотреть три ключевых аспекта: разницу температур между целевой внутренней температурой и максимальной температурой окружающей среды (нужно ли охлаждать ее ниже температуры окружающей среды), период работы электрической системы внутри корпуса (существуют ли периоды, когда электрическая система полностью отключена?) и защиту электрической системы от условий окружающей среды (требуется ли высокая категория защиты?).
Ответ на подобные вопросы обычно начинается со слов «Да, но...». Если внутренняя температура целевого корпуса значительно ниже температуры окружающей среды, потребуется охлаждение. При открытии корпуса на отдельных узлах или компонентах может немедленно образоваться конденсат, например, если они находятся непосредственно в потоке холодного воздуха от охлаждающего устройства.
При полном отключении электросистемы, если корпус хорошо герметичен (IP 55), быстрое падение температуры окружающей среды может привести к образованию конденсата на внутренних поверхностях корпуса и его скоплению в области основания. Существует ряд различных стратегий для предотвращения проблем с конденсацией в корпусе:
-
Теплоотдача осуществляется посредством активной вентиляции, при этом допускается температура внутри помещения как минимум на 5°C выше.
-
Обеспечить достаточное «время прогрева» перед открытием двери после отключения активного охлаждения
-
Использование «автономного обогревателя» для поддержания внутренней температуры на уровне, значительно превышающем температуру окружающей среды, и предотвращения образования росы на стенах.
Другим аспектом является конденсация на внешних поверхностях с чрезмерным охлаждением внутренней температуры и связанным с этим риском коррозии поврежденных покрытий. Для определения наилучшего решения необходим точный анализ соответствующих требований.
Почему пластина сальника такая горячая?
Это не столь распространенный вопрос в компании Rittal, но иногда он возникает в связи с распределителями электроэнергии с током в проводниках > 200 А.
Существуют различные причины, по которым некоторые элементы оборудования в корпусе нагреваются. Для токопроводящих компонентов, таких как проводники, клеммы, защитное оборудование и коммутационная аппаратура и т. д., плохой контакт, плотная упаковка внутри корпуса, неадекватные поверхности рассеивания тепла или просто неправильные размеры (на пределе допустимой нагрузки) могут объяснить, почему потери тепла создают горячие точки, которые в свою очередь вызывают повреждение изоляции с короткими замыканиями или пожарами.
Но почему пассивные механические компоненты, такие как сальниковые пластины в компактном корпусе или крепежные поперечины в системе шин, демонстрируют чрезмерно высокие температуры во время инфракрасного контроля? DIN EN 61439-1, важнейший стандарт для производителей корпусов, содержит важную информацию в подразделе 10.10.4 «Проверка повышения температуры ... с использованием оценки».
В этой связи важно обеспечить, чтобы проводники, несущие токи более 200 А, и прилегающие конструкции были расположены таким образом, чтобы минимизировать вихревые токи и потери на гистерезис. Это решает проблему воздействия магнитного поля, окружающего любой текущий ток. Это магнитное поле перпендикулярно направлению тока и может вызывать вихревые токи и перемагничивание в проводящих материалах, что в свою очередь может генерировать значительное локальное тепло.
На практике это означает, что при раздельной прокладке внешних и внутренних проводников (не в виде кабелей), например, в виде отдельных изолированных проводников или шин, расстояние между ними должно быть минимальным. Кроме того, монтажные детали и металлические поверхности с проводниками, проходящими через них перпендикулярно поверхности, должны быть как можно тоньше и изготовлены из плохо проводящего или даже изолированного материала.
Кабели, в которых проводники проложены очень компактно вместе, обычно не проявляют магнитных эффектов, поскольку в любой момент времени общая сумма внешних и внутренних токов одинакова. Поскольку магнитные поля этих парциальных токов движутся в противоположных направлениях, они в значительной степени компенсируют друг друга. В результате повышение температуры из-за вихревых токов и перемагничивания не происходит или минимально.
Как правильно заземлить экраны кабелей?
Контакт с экраном кабеля или «заземление» — очень распространенный вопрос, касающийся корпусов, совместимых с ЭМС. Сегодня использование экранированных кабелей как внутри корпуса, так и снаружи рабочего оборудования имеет важное значение для обеспечения доступности мощной системы управления и связи в электромагнитно заряженной среде.
Проще говоря, экран кабеля предназначен для предотвращения нежелательного излучения из системы и облучения в систему. Однако он может выполнять эту задачу только при наличии оптимального проводящего соединения в точках входа и выхода корпуса (при условии, что корпуса изготовлены из электропроводящих материалов). Цель состоит в том, чтобы создать полностью экранированную структуру, состоящую из корпуса, экрана кабеля и корпуса компонента.
Например, если компонент заключен в корпус разъема двигателя, изготовленный из изоляционного материала, экран кабеля должен быть подключен к корпусу двигателя на этом конце (через зажимную полосу). Если корпус изготовлен из изоляционного материала (например, датчик), то по возможности экран кабеля должен быть подключен к опорному потенциалу на проводящей конструкции установки.
Со стороны корпуса все экранированные кабели должны быть токопроводяще подключены к монтажной поверхности с одной стороны корпуса с помощью кабельных вводов ЭМС; это также обеспечивает оптимальное выравнивание потенциалов между экранами кабелей. Если невозможно использовать подходящие кабельные вводы ЭМС, экраны кабелей следует подключать как можно ближе к точке входа/выхода с помощью подходящей комбинации шины экрана и контактных зажимов. Важно обеспечить проводящее соединение с максимальной контактной поверхностью с помощью короткой плетеной заземляющей полосы от стержня до монтажной пластины. Также важно, чтобы контакт экрана был отделен от механического снятия натяжения кабеля.
Поскольку конструкция системы генерирует большие токи на экране кабеля, необходимо обеспечить достаточную токопроводящую способность. В таких случаях металлические контактные системы предпочтительнее, чем проводящие пластиковые системы.