Design af nye typer elfordelingskabine

I moderne elektriske teknik er distributionskabinetter og distributionsbokse de "nervecentre" for strømforsyning og kontrol. Deres designkvalitet bestemmer direkte sikkerheden, pålideligheden og kostnadseffektiviteten af hele strømforsyningsystemet. Med stadig mere komplekse strømbehov og stigende intelligens har designet af distributionsudstyr udviklet sig fra at være en simpel "indkapsling af elektriske komponenter" til et omfattende systemteknisk opgave, der integrerer strukturel mekanik, elektromagnetisk kompatibilitet, termisk ledelse, menneske-maskine-interaktion og intelligent kontrol. Denne artikel vil undersøge optimeringsdesignstrategier for højspænding/lavspænding distributionskabinetter og distributionsbokse fra et designperspektiv.

I. Højspænding/Lavspænding Distributionskabinetter: Optimering af Systemniveau Design

Højspænding/lavspænding distributionskabinetter er det kerneudstyr i distributionsrum. Deres design skal opnå en optimal balance mellem pålidelighed, praktisk anvendelse og økonomi.

• Strukturdesign: Modularitet og Vedligeholdelighed

• Ladeskab/Trækbar (fx KYN28) Design: Dette er i øjeblikket den mest udbredte højpålidelige design. Ved at montere nøglekomponenter som kredsløbsbrydere på trækbare "ladesteder" eller "vogne," gør det det muligt at foretage sikkert "vedligehold under deenergiserede betingelser." Designet skal præcist tage højde for spor og gulvniveauer for at sikre flydende bevægelse af vognen. Vibrationstilbageholdelse opnås ved at lægge isolerende gummiunderlag, hvilket afspejler koordinationen mellem strukturdesign og byggekonstruktion.

• Rumfordeling og Afsnit: Kabinetter som KYN28 bruger metalpartitioner til at opdele kabinetet i separate afdelinger (fx kabelafdeling, vogneafdeling, busbarafdeling, instrumentafdeling), hvilket opnår funktionszoning og elektrisk isolation, og effektivt forhindrer fejlpropagation. Layoutet skal præcist designes baseret på komponentdimensioner, varmeafgivelseskrav og elektriske sikkerhedsafstande.

• Lavspænding Ladeskab Design (fx GCS, MNS): Disse lavspænding kabinetter bruger ladeenheder, hvilket væsentligt forbedrer vedligeholdelseseffektiviteten. Designet skal tage højde for mekanisk låsning af lader, styrken af riller, og pålideligheden af forbindelser for at sikre stabile elektriske forbindelser trods hyppig ind- og udtagning.

• Komponentvalg og Beskyttelsesfunktionsdesign

• Beskyttelsesstrategi: Kernelementet i designet ligger i konfiguration af beskyttelsesfunktioner. Sikring er billig, men kun egnet til kortslutningsbeskyttelse og kræver erstattelse. Vacuum kredsløbsbrydere eller SF6 kredsløbsbrydere giver imidlertid omfattende overbelastnings- og kortslutningsbeskyttelse og kan genbruges, hvilket gør dem til foretrukne valg for komplekse belastninger. Valget af beskyttelseskompontenter bør baseres på belastningskarakteristikker (fx motorer, belysning, elektronisk udstyr).

• Intelligent Integration: Traditionelle relæbaserede beskyttelsessystemer er komplekse og har høje fejlprocent. Den moderne designtendens er at integrere intelligente multifunktionelle beskyttelsesrelæer. Disse enheder kombinerer måling, beskyttelse, kontrol og kommunikation i én enhed, forenkler sekundære kredsløb, forbedrer systemets pålidelighed, og giver grænseflader til fremtidig forbindelse til Energi Management System (EMS) eller Bygning Automatiseringssystem (BAS).

• Økonomisk og Praktisk Design

• National vs. Import Trade-off: Nationale kabinetter (fx GCS) tilbyder moderate priser og bekvem efter-service, men har ofte en større fysisk fodprint. Importerede kabinetter (fx ABB's MNS) har avanceret teknologi og kompakt størrelse, men kommer med højere omkostninger og potentielt længere reparationstider. Designere skal foretage en omfattende valg baseret på projektbudget, distributionsrum plads, og vedligeholdelseskapacitet.

• Parametrisk Design: Præcis beregning af hovedbusbars maksimale nominelle strøm og kortvarig standfastighed er afgørende. Baseret på disse beregninger, skal passende busbar specifikationer og kabinettets Ingress Protection (IP) rating vælges for at sikre sikkert drift selv under topbelastningsforhold.

II. Distributionsbokse: Design Fokuseret på Detaljer og Innovation

Som slutpunkter for strømforsyning fokuserer distributionsboksdesign mere på installationsbevægelighed, miljøtilpasning, og brugeroplevelse.

• Installationsmetode Design

• Yderside-Montage vs. Indside-Montage: Yderside-montage distributionsboksdesign (fx ved hjælp af vinkelstål skrædder eller metal ekspansionsbolte) skal tage højde for væggenes bæreevne og præcis positionering af fastgøringspunkter. Indside-montage distributionsbokse kræver tæt samarbejde med civilt byggeri for at sikre præcise dimensioner og niveauer af forudformede åbninger, og for at undgå forurening af boksen under efterfølgende krids, hvilket kræver højt præcise designtegninger.

• Struktur og Materiale Innovationsdesign

• Patent Design Eksempel:

• Styrke og Stabilitet: Tilføjelse af højrejer på dørens inderside og korresponderende groover på dørrammen skaber en "mortise-and-tenon" lignende struktur, når den er lukket, hvilket betydeligt forbedrer dørenes stivhed og den generelle stabilitet, løser den almindelige problematik med deformation i traditionelle metaldøre.

• Støjreduktion Design: Indervægge inkluderer et aluminiumsskumlag med runde huller. Aluminiumsskum er et let, porøst materiale, hvis interne mikroporer omdanner lydbølger til varme, effektivt absorberer og eliminerer driftsstøj, skaber en roligere miljø.

• Energieffektivitet og Præcis Kontrol: Intern integration af filterkompensation kredsløb (harmonifiltrering + effektfaktorkorrektion) eliminere ikke kun netværksharmonier, men forbedrer også effektfaktoren, hvilket direkte reducerer linje tab. Samtidig leverer uafhængige strøm- og spændingsdetektionskredsløb præcise energiforbrugsdata for systemet, hvilket letter efterfølgende energieffektivitetsanalyse og -optimering.

• Sikkerhed og Vedligeholdelsesdesign

• Isolation og Test: Designet skal inkludere en isolationstestprocedure. Efter installation skal en 500V megohmmeter (isolationstester) bruges til at teste isolationsspænding mellem faser, fase-jord, fase-neutral osv., for at sikre, at det opfylder standarder. Dette er grundlæggende for at sikre personale- og udstyrs sikkerhed.

• Varmeafgivelsesdesign: Luksus er inkorporeret i bagpladen for varmeafgivelse, men dette skal koordineres med støjreduktionsdesign. Dette patentdesign effektivt benytter effektivt aluminiumsskumlydabsorption, hvilket tillader ventilationsåbninger uden betydelig støjlekkage, kløvert løser konflikten mellem varmeafgivelse og støjreduktion.