Struktura ormara i karakteristike procesa niskonaponske komutacione opreme

I. Uvod

Struktura škraćnica predstavlja fundamentalnu osnovu niskonaponske komutacione opreme, čime tehnologija proizvodnje škraćnica postaje temelj svih temelja. Kao strukturna obloženja, škraćnice moraju ispunjavati ne samo funkcionalne integritetske zahteve različitih električnih jedinica (poput standardizovanih tipova, modulskih kombinacija i funkcionalne raspodele), već i inhereentne zahteve samih škraćnica (poput otpornosti, pouzdanosti, lepog izgleda i lakše prilagodbe). Zbog varijacija u zahtevima za strukturu škraćnica i proizvodnim sposobnostima različitih proizvođača, proizvodni procesi se ne mogu rigidno standardizirati. Ipak, postoje određene univerzalno primenljive i ključne tehnološke karakteristike u proizvodnji škraćnica. Ove ključne karakteristike su kraće predstavljene ispod u vezi sa izborom strukture škraćnice.

II. Struktura škraćnice i tehnološke karakteristike

Struktura škraćnice i njeni proizvodni procesi obično se mogu razlikovati po strukturnim formama, metodama vezivanja i izboru materijala.

1. Klasifikacija prema strukturnim formama

(1) Fiksni tip:

Ovaj dizajn osigurava pouzdanu fiksaciju svake električne komponente na predviđenoj poziciji unutar škraćnice. Obično su oblike škraćnice kuboidni (na primer, paneli ili kutije), mada se koriste i trapezni oblici (na primer, konzolni tipovi). Takve škraćnice mogu biti raspoređene kao pojedinačne jedinice ili u redove.

Da bi se osigurala preciznost dimenzija i geometrijskih parametara, komponente se obično asamble sukladno etapama - obično se najpre formiraju dva bočna panela ili levi-desni delovi, zatim se asamble u celu škraćnicu, ili se najpre ispune vanjski dimenzioni zahtevi, a zatim se uzastopno povezuju interne komponente. Dužine dijelova koji formiraju ivice škraćnice moraju biti tačno ispravne (tolerancije se uzimaju kao negativne vrednosti) kako bi se osigurala ukupna geometrijska dimenzija i spoljna aparijacija. Za dva bočna panela, ne sme doći do puca u sredini kako bi se omogućilo pravilno poravnanje tokom raspoređivanja.

Sa stanovišta instalacije, baza ne sme pokazivati nikakvu propadanje. Tijekom poravnavanja i instalacije, potrebno je ravno temelje, ali i temelj i sama škraćnica imaju inhereente tolerancije. Tijekom poravnavanja, lateralne devijacije treba svesti na minimum i ne smiju se akumulirati, jer akumulirane greške mogu dovesti do deformacije škraćnice, uticati na spojeve busbarova, dovesti do neslaganja pri montaži komponenata, stvoriti koncentraciju napona i čak skratiti životnu vreme električne opreme. Stoga, tijekom poravnavanja, najviša tačka temelja treba da služi kao referentna, a ostale jedinice treba postepeno ravnavati i proširivati. Kada je ravnost temelja idealna i predvidljiva, može se koristiti i ekspanzija s centra na spoljnju stranu kako bi se ravnomerno distribuirale akumulirane greške.

Da bi se olakšala prilagodba i kompenzirane akumulirane tolerancije, tolerancije širine škraćnice obično se definisu kao negativne vrednosti. Nakon asamble svih komponenata škraćnice, može biti potrebno formiranje kako bi se ispunili dimenzioni i geometrijski zahtevi. Za standardizovanu ili veliku seriju škraćnica, odgovarajuće kalipse i ograda treba dobro razmotriti kako bi se osigurala strukturna konzistentnost. Referentna površina ograda treba da bude baza škraćnice, a blokovi za pozicioniranje unutar ograda treba da budu raspoređeni za lako pristupanje i rad. Spoljne vrata i slični delovi, koji su podložni deformaciji tokom transporta i instalacije, obično se uniformno prilagođavaju tokom finalne instalacije.

(2) Izvlačivi (tip lavica):

Izvlačiva komutaciona oprema sastoji se od fiksne strukture škraćnice i izvlačive jedinice koja sadrži glavne električne komponente, poput prekidača. Izvlačiva jedinica mora biti laka za upotrebu prilikom ubacivanja i izvlačenja, pouzdano pozicionirana prilikom instalacije i zamjenjiva sa drugim jedinicama istog tipa i specifikacije. Deo škraćnice izvlačive komutacione opreme proizvodi se slično kao fiksne škraćnice. Međutim, zbog zahteva za zamjenjivosti, škraćnica mora imati veću preciznost, a srodne strukturne komponente moraju dopustiti dovoljnu prilagodbu.

Tehnološke karakteristike izvlačive niskonaponske komutacione opreme su: (1) fiksni i pomični delovi moraju deliti zajedničku referentnu datumsku površinu; (2) srodne komponente moraju biti prilagođene optimalnim pozicijama pomoću posebnih standardnih alata, uključujući standardne okvire škraćnice i standardne lavice; (3) ključne dimenzije ne smeju preći dopuštene tolerancije; (4) zamjenjivost identičnih tipova i specifikacija lavica mora biti pouzdana.

2. Klasifikacija prema metodama vezivanja

(1) Savarenje:

Prednosti uključuju lako obradljivost, visoku čvrstoću i pouzdanost. Mane su velike tolerancije, podložnost deformaciji, teško prilagođavanje, loš estetski izgled i nemogućnost preplatinanja delova. Takođe, savarske ograde imaju specifične zahteve:

• Visoka čvrstoća, ne lako podložna deformaciji dela;

• Malenkosto veće od nominalnih dimenzija dela kako bi se kompenziralo savarsko skraćivanje;

• Ravne, jednostavne i lako upotrebljive, minimizirajući rotacijske mehanizme kako bi se sprečila oštećenja;

• Podrske treba pažljivo birati kako bi se sprečila savarska korozija i omogućila laka inspekcija i prilagodba, dodajući anti-korozione podloge gde je potrebno.

Savarska deformacija nastaje zbog termalne ekspanzije molekula u savarskoj zoni, što dovodi do mikroskopskog pomera tokom hlađenja i stvaranja rezidualnog stresa. Da bi se smanjila deformacija, moraju se razmotriti procesi formiranja. Uobičajene metode uključuju:

• Prognosa opsega deformacije putem testiranja i preformiranje dela u suprotnom smeru pre savarenja;

• Ispravljanje prekomjernih prilagodbi nakon savarenja;

• Kucanje ili pritiskanje relativno skraćenih zona kako bi se balansirali stresovi;

• Zagrijavanje relativno protučne zona nakon savarenja kako bi se dostiglo uniformno skraćivanje;

• Obavljanje ukupne toplinske obrade kad je potrebno.

Dodatno, izbor savarskih tačaka, orijentacija savarskih šavova, redosled savarenja i pozicioniranje tack-savaranja sve utiču na post-savarsku deformaciju. Pravilno tretiranje može smanjiti deformaciju, ali ovo zavisi od specifičnih uslova.

(2) Veza vezivima:

Prednosti uključuju pogodnost za preplatinane dele, lako prilagođavanje i estetsko završno obrađivanje, standardizovan dizajn komponenata, pre-produkcijski inventar i male tolerancije u okviru. Mane su niža čvrstoća u odnosu na savarenje, viši zahtevi za preciznost komponenata i relativno više troškove proizvodnje. Vezivi su obično standardni delovi, uključujući uobičajene šrafove, matice, rivete, slepe rivete, podešive čvrste matice, pretensionirane povlačne matice i samokrušne šrafove. Takođe postoje i specijalni vezivi (kao što se koriste u mnogim uvoznim niskonaponskim škraćnicama).

Tehnološke karakteristike: Kalipsi se koriste za formiranje, a alati za pozicioniranje. Prema potrebi se mogu koristiti pritiski. Rivetiranje obično zahteva pre-burevanje, a treba paziti da se zaštita platinanja na preplatinanim delovima. Za komponente obradene na preciznim CNC centrima ili posebnim uređajima, ako prečnici veznih otvora održavaju malu razmak s prečnikom veziva, asamblija može biti završena bez kalipsa u jednom koraku. Za vezanje vodiča i pozicionirajućih komponenata, posebni merne alati bi trebalo da prvo utvrde poziciju, a zatim se proveri standardnim alatom.

(3) Hibridna veza (savarenje i vezivi):

Ovaj metod kombinuje prednosti ova dva metoda. Savarenje se obično koristi na tačkama vezivanja škraćnice, dok se vezivi koriste za promenljive ili prilagodljive sekcije. Velike škraćnice su teško platiti posle savarenja, tako da se površine često boje. Za spoljasnje škraćnice iz preplatinanih materijala koje zahtevaju savarenje, savarene zone mogu se obraditi termalnim metalnim sprajovanjem.

3. Klasifikacija prema materijalu komponenti

(1) Profilni materijali:

Uključuju kutnu čelik, kanalni čelik, specijalne profilne cevi i specijalne kanalne profile. Komponente izrađene od kutnog ili kanalnog čelika obično se spajaju savarenjem. Tijekom obrade, konektorske krajnjice moraju prilagoditi sa minimalnim prazninama; u suprotnom, kvalitet savarenja i deformacija će biti uticani. 

Specijalne profilne cevi mogu se spajati savarenjem ili vezivima. Konektorski delovi obično zahtevaju posebne fite koji moraju biti čvrsti i precizni; u suprotnom, izgled škraćnice će biti kompromitovan. Koristeći uniformne specijalne profilne cevi sa uniformno raspoređenim (modularnim) otvorima i standardnim konektorima, omogućuje se modularna asamblirana škraćnica, pojednostavljujući dizajn, pripremu komponenata i planiranje proizvodnje. Međutim, ovaj metod uključuje mnogo otvora, većina kojih ostaje neiskorištena, i ograničava prostorno fleksibilnost.

Tehnološke karakteristike: Osigurati univerzalnost i preciznost komponenata i konektora. Osnovna struktura škraćnice često se jača pločama. Pored specijalnih profilnih cevi, koriste se i C-kanali ili rebrasti pravougaoni cevi iz lima. C-kanali su pogodni za platiniranje, dok rebrasti pravougaoni cevi mogu korozirati posle platiniranja zbog ostatka kiselina od pikliranja, tako da bi izbor trebao biti pažljiv.

(2) Limne komponente (isključujući C-kanale i rebraste pravougaone cevi)

Ove se mogu formirati u potpunosti prema zahtevima, bez ograničenja preformisanih profila. Ovaj strukturni dizajn zahteva veći inženjerski napor, ali kada je standardizovan, varijacije su minimalne. Glavne strukturne komponente obično se spajaju savarenjem, dok se promenljive ili prilagodljive zone vezuju vezivima (na primer, niskonaponske kontrolne kutije i konzole).

Pošto su limne strukture uglavnom savarene i formirane u jednom delu, mora se rešiti savarsko skraćivanje ili protučenje. Savarske tačke treba ravnomerno rasporediti, savarski šavovi treba da budu gladki, obavljen post-savarski oblik, ivice ravne, a sredina obe strane ne sme izbacivati preko prednje i zadnje ivice. Ako postoje interne particije, one treba savariti nakon što su obe strane pravilno oblikovane.

Konzolne kontrolne škraćnice su najpogodnije za limne komponente. Kada se više jedinica raspoređuje u red, stolica treba da se poravna i pozicionira tek nakon što je celi red na mestu.

III. Zaključak

Kao što je analizirano, izbor strukture škraćnice mora biti određen ne samo funkcionalnim zahtevima komutacione opreme, već i ograničenjima proizvodnog procesa. Nivo tehnologije proizvodnje direktno utiče na strukturni dizajn i izbor materijala za škraćnice.