Struktur Kabinet dan Karakteristik Proses dari Peralatan Switch Rendah Tegangan

I. Pendahuluan

Struktur kabinet merupakan dasar dari peralatan switchgear tegangan rendah, sehingga teknologi pembuatan kabinet menjadi fondasi dari semua fondasi. Sebagai penutup struktural, kabinet tidak hanya harus memenuhi persyaratan integrasi fungsional berbagai unit listrik (seperti tipe standar, kombinasi moduler, dan distribusi fungsional), tetapi juga memenuhi persyaratan kabinet inheren (seperti ketangguhan, keandalan, tampilan rapi, dan mudah disesuaikan). Karena variasi dalam persyaratan struktur kabinet dan kemampuan manufaktur antara produsen yang berbeda, proses manufaktur tidak dapat diberlakukan secara rigid. Namun, terdapat karakteristik teknologi universal dan penting tertentu dalam produksi kabinet. Karakteristik kunci ini dibahas singkat di bawah ini sehubungan dengan pemilihan struktur kabinet.

II. Struktur Kabinet dan Karakteristik Teknologi

Struktur kabinet dan proses manufakturnya umumnya dapat dibedakan berdasarkan bentuk struktur, metode koneksi, dan pemilihan material.

1. Klasifikasi Berdasarkan Bentuk Struktur

(1) Tipe Tetap:

Desain ini memastikan bahwa setiap komponen listrik ditempatkan secara andal pada posisi yang ditentukan dalam kabinet. Bentuk kabinet biasanya berbentuk kuboid (misalnya, panel atau kotak), meskipun bentuk trapesium (misalnya, tipe konsol) juga digunakan. Kabinet seperti ini dapat disusun sebagai unit tunggal atau dalam barisan.

Untuk memastikan akurasi dimensi dan geometri, komponen biasanya dirakit secara bertahap—biasanya dengan membentuk dua panel sisi atau bagian kiri-kanan terlebih dahulu, lalu merakitnya menjadi kabinet penuh, atau dengan memenuhi persyaratan dimensi eksternal terlebih dahulu dan kemudian menghubungkan komponen internal secara berurutan. Panjang bagian yang membentuk tepi kabinet harus sangat tepat (dengan toleransi diambil sebagai nilai negatif) untuk memastikan dimensi geometris dan tampilan eksternal secara keseluruhan. Untuk kedua panel sisi, tidak boleh ada pembengkakan di tengah untuk memfasilitasi penyelarasan yang tepat selama penyusunan.

Dari sudut pandang instalasi, permukaan dasar tidak boleh menunjukkan penurunan. Selama penyelarasan dan instalasi, dasar yang rata sangat penting, tetapi baik dataran dasar maupun kabinet itu sendiri memiliki toleransi intrinsik. Selama penyelarasan, deviasi lateral harus diminimalkan dan tidak boleh terakumulasi, karena kesalahan terakumulasi dapat menyebabkan deformasi kabinet, mempengaruhi koneksi busbar, menyebabkan instalasi komponen yang tidak selaras, menciptakan konsentrasi stres, dan bahkan memperpendek usia pakai peralatan listrik. Oleh karena itu, selama penyelarasan, titik dasar tertinggi harus digunakan sebagai acuan, dan unit-unit berikutnya harus disejajarkan dan diperpanjang secara bertahap. Ketika kerataan dasar ideal dan dapat diprediksi, ekspansi dari pusat ke luar juga dapat digunakan untuk mendistribusikan kesalahan terakumulasi secara merata.

Untuk memfasilitasi penyesuaian dan mengkompensasi akumulasi toleransi, toleransi lebar kabinet biasanya ditentukan sebagai nilai negatif. Setelah semua komponen kabinet dirakit, pembentukan mungkin diperlukan untuk memenuhi persyaratan dimensi dan geometri. Untuk produksi kabinet standar atau volume tinggi, jig dan fixture yang sesuai harus dipertimbangkan sepenuhnya untuk memastikan konsistensi struktural. Permukaan acuan fixture sebaiknya adalah dasar kabinet, dan blok penempatan dalam fixture harus disusun untuk memudahkan akses dan operasi. Pintu eksternal dan bagian serupa, yang rentan terhadap deformasi selama transportasi dan instalasi, biasanya disesuaikan secara seragam selama instalasi akhir.

(2) Tipe Tarik (Drawer-Type):

Peralatan switchgear tarik terdiri dari badan kabinet tetap dan unit yang dapat dilepas yang berisi komponen listrik utama seperti pemutus sirkuit. Unit yang dapat dilepas harus mudah ditangani selama pengisian dan pengosongan, ditempatkan secara andal saat dipasang, dan dapat dipertukarkan dengan unit lain yang sama jenis dan spesifikasinya. Bagian kabinet dari peralatan switchgear tarik dibuat serupa dengan kabinet tetap. Namun, karena persyaratan pertukaran, kabinet harus memiliki presisi yang lebih tinggi, dan bagian-bagian struktural terkait harus memungkinkan penyesuaian yang cukup.

Karakteristik manufaktur peralatan switchgear tarik tegangan rendah adalah: (1) bagian tetap dan bergerak harus memiliki datum acuan bersama; (2) komponen terkait harus disesuaikan ke posisi optimal menggunakan alat standard khusus, termasuk frame kabinet standard dan laci standard; (3) dimensi kritis tidak boleh melebihi toleransi yang diperbolehkan; (4) pertukaran tipe dan spesifikasi laci yang identik harus andal.

2. Klasifikasi Berdasarkan Metode Koneksi

(1) Konstruksi Las:

Keuntungannya termasuk mudah diproses, kekuatan tinggi, dan keandalan. Kerugiannya adalah toleransi besar, rentan terhadap deformasi, sulit disesuaikan, kurang estetis, dan tidak dapat dilapis sebelumnya. Selain itu, fixture las memiliki persyaratan tertentu:

• Rigidity tinggi, tidak mudah terpengaruh oleh deformasi pekerjaan;

• Sedikit lebih besar dari dimensi nominal pekerjaan untuk mengkompensasi penyusutan pasca-las;

• Rata, sederhana, dan mudah dioperasikan, meminimalkan mekanisme putar untuk mencegah kerusakan;

• Penyangga harus dipilih dengan hati-hati untuk mencegah korosi las dan memungkinkan inspeksi dan penyesuaian yang mudah, dengan tambahan bantalan anti-korosi jika diperlukan.

Deformasi las terjadi karena ekspansi molekul di zona las, menyebabkan perpindahan mikroskopis selama pendinginan yang menghasilkan stres residu. Untuk mengurangi deformasi, proses pembentukan harus dipertimbangkan. Metode umum meliputi:

• Memprediksi jangkauan deformasi melalui pengujian dan mendistorsi pekerjaan ke arah yang berlawanan sebelum las;

• Mengoreksi over-adjustment setelah las;

• Memukul atau menekan area yang relatif kontraksi untuk menyeimbangkan stres;

• Memanaskan area yang relatif membengkak setelah las untuk mencapai penyusutan yang merata;

• Melakukan perlakuan panas secara keseluruhan jika diperlukan.

Selain itu, pemilihan titik las, orientasi garis las, urutan las, dan penempatan las spot semua mempengaruhi deformasi pasca-las. Penanganan yang tepat dapat mengurangi deformasi, meskipun ini tergantung pada kondisi spesifik.

(2) Koneksi dengan Pengencang:

Keuntungannya termasuk cocok untuk bagian yang telah dilapis, mudah disesuaikan dan finishing estetis, desain komponen standar, inventaris pra-produksi, dan toleransi dimensi kecil di rangka. Kerugiannya termasuk kekuatan yang lebih rendah dibandingkan las, persyaratan presisi yang lebih tinggi untuk komponen, dan biaya manufaktur yang relatif lebih tinggi. Pengencang biasanya adalah bagian standar, termasuk sekrup umum, mur, rivet, rivet buta, mur klamp penyesuaian, mur tarik pratekan, dan sekrup self-tapping. Pengencang khusus (seperti yang digunakan dalam banyak kabinet tegangan rendah impor) juga tersedia.

Karakteristik teknologi: Fixture digunakan untuk pembentukan, dan alat untuk penempatan. Washer tekanan mungkin digunakan sesuai kebutuhan. Riveting biasanya memerlukan pre-drilling, dan perlu berhati-hati untuk melindungi lapisan pada bagian yang telah dilapis. Untuk komponen yang dikerjakan dengan pusat CNC presisi atau peralatan khusus, jika diameter lubang koneksi mempertahankan clearance kecil dengan diameter pengencang, perakitan dapat diselesaikan tanpa fixture dalam satu langkah. Untuk pengencang panduan dan komponen penempatan, alat ukur khusus harus terlebih dahulu menetapkan posisi, diikuti oleh inspeksi dengan alat standar.

(3) Koneksi Hybrid (Las dan Pengencang):

Metode ini menggabungkan keuntungan dari kedua metode di atas. Las biasanya digunakan di titik koneksi kabinet, sementara pengencang digunakan untuk bagian variabel atau dapat disesuaikan. Kabinet besar sulit dilapis setelah las, jadi permukaannya sering dicat. Untuk kabinet luar ruangan yang terbuat dari bahan yang telah dilapis dan memerlukan las, area yang dilas dapat ditangani dengan semprotan logam panas.

3. Klasifikasi Berdasarkan Material Komponen

(1) Bahan Profil:

Ini termasuk baja sudut, baja saluran, pipa baja bentuk khusus, dan baja saluran khusus. Komponen yang terbuat dari baja sudut atau saluran biasanya dihubungkan dengan las. Selama pemrosesan, ujung koneksi harus pas dengan celah minimal; jika tidak, kualitas las dan deformasi akan terpengaruh. 

Pipa baja bentuk khusus dapat dihubungkan dengan las atau pengencang. Bagian koneksi biasanya memerlukan fitting khusus yang harus kuat dan presisi; jika tidak, tampilan kabinet akan terganggu. Menggunakan pipa baja bentuk khusus seragam dengan lubang yang berjarak seragam (modular) dan konektor standar memungkinkan perakitan kabinet modular, memudahkan desain, persiapan komponen, dan perencanaan produksi. Namun, metode ini melibatkan banyak lubang, sebagian besar tidak digunakan, dan membatasi fleksibilitas spasial.

Karakteristik manufaktur: Pastikan universalitas dan presisi komponen dan konektor. Struktur kabinet dasar sering diperkuat dengan panel. Selain pipa baja bentuk khusus, saluran C atau tabung persegi panjang bergelombang yang terbuat dari pelat baja juga digunakan. Saluran C cocok untuk dilapis, sementara tabung persegi panjang bergelombang mungkin berkarat setelah dilapis karena asam sisa dari pickling, jadi pemilihannya harus hati-hati.

(2) Komponen Logam Lembar (kecuali saluran C dan tabung persegi panjang bergelombang)

Ini dapat dibentuk sepenuhnya sesuai kebutuhan, tanpa batasan dari profil yang telah dibentuk. Desain struktural ini melibatkan upaya teknik yang lebih tinggi, tetapi setelah distandarisasi, variasi minimal. Bagian struktural utama biasanya dilas, sementara area variabel atau dapat disesuaikan menggunakan pengencang (misalnya, kotak kontrol tegangan rendah dan konsol).

Karena struktur logam lembar sebagian besar dilas dan dibentuk dalam satu bagian, penyusutan atau pembengkakan akibat las harus ditangani. Titik las harus berjarak merata, garis las halus, pembentukan pasca-las dilakukan, tepi lurus, dan bagian tengah kedua sisi tidak boleh menonjol melebihi tepi depan dan belakang. Jika ada partisi internal, harus dilas setelah kedua sisi dibentuk dengan benar.

Kabinet kontrol tipe konsol paling cocok untuk komponen logam lembar. Ketika beberapa unit disusun dalam barisan, meja kerja harus diselaraskan dan ditempatkan hanya setelah seluruh barisan siap.

III. Kesimpulan

Seperti yang dianalisis di atas, pemilihan struktur kabinet harus ditentukan tidak hanya oleh persyaratan fungsional dari peralatan switchgear, tetapi juga oleh kendala proses manufaktur. Tingkat teknologi manufaktur secara langsung mempengaruhi desain struktural kabinet dan pemilihan material.