مقدمه: فراتر از مقدار نامی پلاک
در دنیای تابلوسازی صنعتی، یک تصور غلط خطرناک وجود دارد: اینکه انتخاب یک قطع کننده مدار با جریان نامی (منn) شروع و پایان مییابد. این سادهسازی بیش از حد، علت اصلی “قطع ناخواسته” در طول راهاندازی و، فاجعهبارتر از آن، خرابی تابلوی برق در شرایط واقعی خطا است.
یک قطع کننده 100 آمپری همیشه یک قطع کننده 100 آمپری نیست. آن را در داخل یک محفظه IP54 در دمای 50 درجه سانتیگراد، در کنار یک درایو فرکانس متغیر (VFD) قرار دهید، و آن دستگاه ممکن است فقط با خیال راحت 85 آمپر را تحمل کند. آن را به یک موتور با اندوکتانس بالا وصل کنید، و ممکن است بلافاصله پس از راهاندازی قطع شود، علیرغم اینکه “به درستی سایز شده” است.”
در ویوکس الکتریک, ، ما دستگاههای حفاظتی خود را مهندسی میکنیم تا IEC 60947-2 استانداردها، که برای نیازهای سختگیرانه کاربردهای صنعتی طراحی شدهاند. این راهنما یک چارچوب استاندارد 5 مرحلهای را ارائه میدهد تا فراتر از رتبهبندی آمپراژ اولیه حرکت کنید و اطمینان حاصل کنید که طرحهای شما ایمن، سازگار و بادوام هستند.
مرحله 1: تعریف دسته کاربرد (تحلیل کیفی)
قبل از نگاه کردن به یک برگه داده، باید مشخصات بار را تعریف کنید. کاربردهای مختلف، تنشهای حرارتی و مغناطیسی متفاوتی را بر روی دستگاههای حفاظتی وارد میکنند.
1. بارهای موتور (جریان هجومی بالا)
موتورها بارهای القایی با جریانهای راهاندازی بالا هستند (به طور معمول 6-10 برابر منn). یک قطع کننده حرارتی-مغناطیسی استاندارد با منحنی قطع عمومی به احتمال زیاد در طول فاز افزایش سرعت موتور قطع میشود.
- راه حل: استفاده کنید قطع کنندههای مدار حفاظت موتور (MPCB) یا MCBها با منحنیهای نوع D (قطع مغناطیسی 10-14 برابر).
- بینش VIOX: برای ایمنی جامع موتور، راهنمای ما را در مورد قطع کنندههای مدار حفاظت موتور: راهنمای نهایی.
2. زیرساخت شارژ EV (بار پیوسته)
شارژرهای EV به عنوان “بارهای پیوسته” طبقهبندی میشوند. برخلاف یک دستگاه جوشکاری که به طور متناوب روشن و خاموش میشود، یک شارژر EV میتواند ساعتها با حداکثر ظرفیت کار کند.
- قانون کاهش توان: طبق استانداردهای ایمنی، به طور کلی نمیتوانید یک قطع کننده را بیش از 80% ظرفیت نامی آن برای بارهای پیوسته بارگذاری کنید. یک شارژر 40 آمپری به یک قطع کننده 50 آمپری نیاز دارد.
- حفاظت نشتی: RCDهای نوع AC استاندارد توسط نشتی DC از باتریهای EV کور میشوند. شما باید از نوع B یا نوع EV protection.
- منبع: راهنمای ما را ببینید در مورد راهنمای حفاظت شارژ تجاری EV.
3. ذخیره انرژی (BESS) و سیستمهای DC
سیستمهای ذخیره انرژی باتری (BESS) دو چالش منحصر به فرد را ارائه میدهند: جریانهای اتصال کوتاه DC بالا و امپدانس سیستم پایین. قطع کنندههای AC استاندارد نمیتوانند قوسهای DC را به طور موثر خاموش کنند، که منجر به جوش خوردن کنتاکتها و آتشسوزی میشود.
- مورد نیاز: از MCCBهای DC اختصاصی یا قطع کنندههای مدار هوا (ACB) با محفظههای قوس غیر قطبی در صورت دو طرفه بودن جریان استفاده کنید.
- بررسی عمیق: خطرات را درک کنید در چرا قطع کنندههای DC استاندارد در BESS از کار میافتند.
جدول 1: ماتریس انتخاب مشخصات بار
| نوع بار | جریان هجومی | استرس حرارتی | منحنی/دستگاه پیشنهادی | الزام حیاتی |
|---|---|---|---|---|
| مقاومتی (هیترها) | 1 برابر منn | متوسط | منحنی B یا C | تمرکز بر حفاظت کابل |
| القایی (موتورها) | 8-12 برابر منn | بالا (راهاندازی) | منحنی D / MPCB | حساسیت به از دست دادن فاز مورد نیاز است |
| شارژ EV | 1 برابر منn | شدید (پیوسته) | منحنی C | ضریب کاهش توان 80% اعمال شود |
| الکترونیک/PLC | کم | کم | منحنی B | قطع مغناطیسی سریع برای محافظت از PCBهای حساس |
مرحله 2: تعیین ولتاژ و قطبهای سیستم (معماری)
هنگامی که بار تعریف شد، معماری سیستم پیکربندی فیزیکی دستگاه را تعیین میکند.
رتبهبندی ولتاژ AC در مقابل DC
تابلوسازان اغلب ولتاژ عایق (Ui) را با ولتاژ عملیاتی (Uای).
- خورشیدی/PV: سیستمها از 600 ولت به 1000 ولت و اکنون 1500 ولت DC منتقل شدهاند. یک قطع کننده با رتبه 1000 ولت در یک سیستم 1500 ولت دچار قوس الکتریکی میشود.
- منبع: تحلیل ما را در مورد رتبهبندی ولتاژ جعبه ترکیب کننده خورشیدی.
سیستمهای اتصال به زمین (3P در مقابل 3P+N در مقابل 4P)
تصمیم برای قطع هادی نول بستگی به سیستم زمین شما دارد (TN-S، TN-C، TT).
- TN-C: هرگز هادی PEN را قطع نکنید (از 3P استفاده کنید).
- TN-S / TT: اغلب لازم است نول قطع/ایزوله شود تا از ایجاد حلقه های پتانسیل یا خطرات در حین تعمیر و نگهداری جلوگیری شود (از 4P استفاده کنید).
- منبع: برای انتخاب صحیح پل در سوئیچ های انتقال، به این مراجعه کنید: کجا از کلیدهای مدار SP، TP، TPN و 4P استفاده کنیم.
مرحله 3: محاسبه جریان عملیاتی واقعی (کاهش توان کمی)
اینجاست که 80% از خطاهای طراحی رخ می دهد. جریان نامی (منn) ) در هوای آزاد در دمای 30 درجه سانتیگراد یا 40 درجه سانتیگراد آزمایش می شود. با این حال، احتمالاً کلید شما در داخل یک محفظه شلوغ در دمای 55 درجه سانتیگراد قرار دارد.
فرمول جریان واقعی
شما باید جریان مجاز (منواقعی) را با استفاده از ضرایب کاهش توان محاسبه کنید:
منواقعی = In × Kt (دما) × Kالف (ارتفاع) × Kگرم (گروه بندی)
- دما (Kt): با افزایش دمای محیط، نوار بیمتال زودتر خم می شود. یک کلید 100 آمپری در دمای 60 درجه سانتیگراد معمولاً ممکن است مانند یک کلید 80 آمپری عمل کند.
- گروه بندی (Kگرم): هنگامی که کلیدها در کنار هم روی یک ریل DIN نصب می شوند، یکدیگر را گرم می کنند.
- N=2-3 کلید: Kگرم ≈ 0.9
- N=6-9 کلید: Kگرم ≈ 0.7
- ارتفاع (Kالف): بالاتر از 2000 متر، چگالی هوا کاهش می یابد و خنک سازی و استحکام دی الکتریک را کاهش می دهد.
مزیت VIOX: کلیدهای VIOX برای به حداقل رساندن تلفات کاهش توان کالیبره شده اند. با این حال، قوانین فیزیک همچنان اعمال می شوند.
منبع: از داده های ما برای محاسبه ضرایب استفاده کنید: کاهش توان الکتریکی: عوامل دما، ارتفاع و گروه بندی.
برای رتبه بندی مجموعه کلیدها، تفاوت بین جریان نامی و رتبه بندی مجموعه را نیز در راهنمای ما درک کنید: رتبه بندی جریان کلیدها: InA در مقابل Inc در مقابل RDF.
مرحله 4: مدیریت جریان خطا (ایمنی و ظرفیت قطع)
اطمینان از اینکه کلید بار را تحمل می کند مرحله 3 است. اطمینان از اینکه در طول اتصال کوتاه به طور ایمن منفجر می شود مرحله 4 است.
منIcu در مقابل منIcs: تمایز حیاتی
- منIcu (ظرفیت قطع نهایی): حداکثر جریانی که کلید می تواند قطع کند یک بار. ممکن است پس از آن قابل استفاده نباشد.
- منIcs (ظرفیت قطع سرویس): جریانی که کلید می تواند به طور مکرر قطع کند و در سرویس باقی بماند.
برای پانل های صنعتی حیاتی (بیمارستان ها، مراکز داده، دریایی)،, VIOX توصیه می کند مشخص کردن منIcs = 100% منIcu. شما نمی خواهید یک کلید اصلی را پس از یک خطای واحد تعویض کنید.
حفاظت پشتیبان
اگر جریان اتصال کوتاه احتمالی (منIsc) در نقطه نصب 50kA است، اما استفاده از MCCB 50kA بسیار گران است، می توانید از یک حفاظت پشتیبان استراتژی استفاده کنید. این شامل قرار دادن یک فیوز با ظرفیت بالا در بالادست است.
- منبع: بیاموزید چه زمانی از فیوزها برای جریان های خطای بالا در راهنمای فیوز با ظرفیت قطع بالا استفاده کنید.
جدول 2: توصیه های ظرفیت قطع IEC 60947-2
| کاربرد | توصیه شده منIcu (معمولی) | توصیه شده منIcs نسبت | چرا؟ |
|---|---|---|---|
| مسکونی (نهایی) | 6 کیلو آمپر | 50-75% | خطاها نادر و کم انرژی هستند. |
| ساختمان تجاری | 10 – 25 kA | 75% | تعادل بین هزینه و تداوم. |
| صنعتی / دریایی | 35 – 100 kA | 100% | توقف تولید غیرقابل قبول است؛ کلید باید سالم بماند. |
| سیستم ذخیره انرژی باتری / ذخیره DC | 25 – 50 kA | 100% | در صورت عدم مهار قوس، خطر آتش سوزی بالا است. |
بررسی عمیق: درک رتبه بندی ها حیاتی است. بخوانید رتبه بندی کلیدهای مدار: Icu، Ics، Icw، Icm.
مرحله 5: هماهنگی و گزینش پذیری (قابلیت اطمینان سیستم)
هدف از یک تابلوی برق با طراحی خوب این است که گزینش پذیری: هنگام وقوع خطا، فقط دستگاه مستقیماً بالادست خطا باید قطع شود. فیدر اصلی باید بسته بماند تا بقیه تاسیسات برق دار بمانند.
تکنیک های گزینش پذیری
- تبعیض آمپراژ: رتبه بندی کلید بالادست > 2 برابر رتبه بندی کلید پایین دست (پایه).
- تبعیض زمانی: استفاده از کلیدهای رده B (ACBs یا MCCB های رده بالا) با جریان تحمل اتصال کوتاه (منcw). شما به طور موثر به کلید اصلی می گویید: “300 میلی ثانیه قبل از قطع شدن صبر کنید تا ببینید آیا کلید کوچکتر ابتدا آن را مدیریت می کند.”
جدول 3: مقایسه روش های گزینش پذیری
| روش | مکانیسم | مزایا | معایب | بهترین برای... | پیادهسازی |
|---|---|---|---|---|---|
| جریان (آمپراژ) | تفاوت در آستانه های قطع (منr) | ساده، کم هزینه | گزینش پذیری ضعیف در جریان های اتصال کوتاه بالا | مدارهای توزیع نهایی | کم |
| زمان (کرونومتریک) | تنظیمات تاخیر زمانی (t_{sd}) | قابلیت اطمینان خوب برای کلیدهای رده B | تنش حرارتی بالا بر روی سیستم در طول تاخیر | توزیع اصلی / فیدرها | متوسط |
| منطق (گزینش پذیری منطقه ای) | سیگنال سیم ارتباطی | سریعترین؛ گزینش پذیری کامل؛ تنش کم | سیم کشی پیچیده؛ هزینه بالاتر | مراکز داده / برق حیاتی | بالا |
| انرژی | محدود کردن انرژی قوس (من2t) | موثر برای کلیدهای فشرده | جداول خاص سازنده مورد نیاز است | تابلوهای با چگالی بالا | متوسط |
تست سیستم VIOX: ما جداول گزینش پذیری را ارائه می دهیم که اطمینان می دهد ACBs و MCCB های VIOX به طور کامل هماهنگ هستند.
منبع: با ما در این موضوع پیچیده مسلط شوید راهنمای هماهنگی ATS و کلید مدار.
نتیجه گیری: تفاوت VIOX
انتخاب استاندارد فقط پیروی از قوانین نیست - بلکه در مورد مسئولیت و ایمنی است. با پیروی از چارچوب IEC 60947-2 (کاربرد → ولتاژ → جریان واقعی → ظرفیت خطا → هماهنگی)، سازندگان تابلو می توانند شایع ترین علل خرابی الکتریکی را از بین ببرند.
در ویوکس الکتریک, ، ما فقط قطعات را نمی فروشیم. ما سیستم های معتبر را ارائه می دهیم. کلیدهای ما در پیکربندی های گروهی و محیط های سخت آزمایش می شوند تا اطمینان حاصل شود که برگه های داده با واقعیت مطابقت دارند.
آماده تعیین مشخصات تابلوی بعدی خود هستید؟
- بررسی کنید راهنمای تولید محفظه های الکتریکی صنعتی ما برای جای دادن حفاظت خود.
- اطمینان حاصل کنید که پایانه های شما با حفاظت شما مطابقت دارند با راهنمای انتخاب بلوک ترمینال ما.
سوالات متداول: انتخاب حفاظت مدار
س: آیا می توانم از MCB IEC 60898 (مسکونی) در یک تابلوی صنعتی استفاده کنم؟
پاسخ: به طور کلی، خیر. کلیدهای IEC 60898 برای عملکرد غیر ماهرانه و ظرفیت قطع پایین تر (معمولاً 6kA) طراحی شده اند. کلیدهای IEC 60947-2 برای درجه آلودگی صنعتی، ولتاژهای بالاتر و مشخصات قطع قابل تنظیم مورد نیاز برای ماشین آلات طراحی شده اند.
س: ارتفاع چگونه بر انتخاب کلید مدار من تأثیر می گذارد؟
پاسخ: در بالای 2000 متر، هوای رقیق به طور موثر خنک نمی شود و عایق ضعیفی دارد. شما معمولاً جریان را تقریباً 4% و ولتاژ را 10% برای هر 500 متر افزایش کاهش می دهید. راهنمای راهنمای کاهش توان ارتفاع را برای جداول دقیق ببینید.
س: چرا کلید مدار من قطع میشود در حالی که بار کمتر از حد مجاز است؟ منn?
پاسخ: این احتمالاً به دلیل گروهبندی حرارتی است. اگر 10 کلید مدار را محکم در کنار هم قرار دادهاید که جریان بالایی را حمل میکنند، دمای محیط داخل خوشه افزایش مییابد و باعث میشود عناصر حرارتی زودتر قطع شوند. شما باید یک ضریب گروهبندی اعمال کنید (Kگرم) یا فاصلهدهندههای فاصلهگذاری اضافه کنید.
س: آیا برای کاربردهای خورشیدی/PV به یک کلید مدار خاص نیاز دارم؟
پاسخ: بله. شما باید از کلیدهای مدار دارای رتبه DC (اغلب پلاریزه شده) استفاده کنید. استفاده از یک کلید مدار AC برای ولتاژهای DC بالاتر از 48 ولت خطرناک است زیرا کلیدهای مدار AC برای خاموش کردن قوس به عبور از صفر موج سینوسی متکی هستند. DC عبور از صفر ندارد.
س: تفاوت بین انرژی عبوری خاص (من2t) و ظرفیت قطع چیست؟
پاسخ: ظرفیت قطع (منIcu) حداکثر جریانی است که دستگاه میتواند تحمل کند. انرژی عبوری (من2t) مقدار انرژی حرارتی است که قبل از باز شدن کلید مدار به کابلها منتقل میشود. این مقدار برای تعیین اندازه کابلها بسیار مهم است تا اطمینان حاصل شود که قبل از قطع شدن کلید مدار ذوب نمیشوند. 抵达 س: آیا باید به جای MPCB از RCBO برای حفاظت از موتور استفاده کنم؟.
RCBOهای استاندارد فاقد منحنیهای راهاندازی موتور خاص (نوع D یا K) و حساسیت به از دست دادن فاز مورد نیاز برای موتورها هستند. آنها همچنین مستعد قطع مزاحم ناشی از جریانهای نشتی موتور هستند. از یک MPCB اختصاصی برای موتور استفاده کنید، و اگر حفاظت از خطای زمین از نظر قانونی الزامی است، یک RCD نوع B یا F مناسب را در بالادست قرار دهید.
الف: خیر. س: فرکانس نگهداری توصیه شده برای کلیدهای صنعتی VIOX چقدر است؟.
پاسخ: طبق دستورالعملهای IEC 60947-2، کلیدهای صنعتی (MCCBها و ACBها) باید سالانه یک بازرسی بصری را پشت سر بگذارند. یک تست عملکرد کامل (تست قطع مکانیکی و الکتریکی) هر 3 تا 5 سال بسته به شرایط محیطی (درجه آلودگی) و اهمیت بار توصیه میشود.
شکل 6: نصب کامل تابلوی برق صنعتی VIOX.
برای جزئیات بیشتر در مورد اجزای خاص ذکر شده در این چارچوب، این راهنماهای فنی VIOX را بررسی کنید:
کلید مدار در مقابل کلید جداکننده
- - درک تفاوتهای اساسی در جداسازی. - بررسی عمیقتر در مورد حفاظت از پرسنل و تجهیزات.
- درک حفاظت در برابر خطای زمین محافظ ولتاژ بالا/پایین چیست؟.
- - محافظت در برابر ناپایداری شبکه. برش طرح فنی سه بعدی از کلید مدار VIOX که صفحات تقسیم کننده قوس و فناوری سرکوب را نشان میدهد.
