Aufrufe: 18 Autor: Aisha Veröffentlichungszeit: 20.09.2024 Herkunft: Website
Zusammenfassung: Aufgrund der vielfältigen Einsatzumgebungen sind Außenschaltschränke komplexer und härter als Innenschaltschränke. Um sicherzustellen, dass der Schrank umfassend ist. Bei der konstruktiven Gestaltung ist es notwendig, die verschiedenen klimatischen Bedingungen vor Ort umfassend zu berücksichtigen, die Korrosionsbeständigkeit, UV-Beständigkeit, Wasser- und Staubdichtigkeit sowie die Wärmeableitung des Gerätegehäuses zu berücksichtigen, um die elektrische Leistung des Schranks sicherzustellen. In diesem Artikel werden die wichtigsten Punkte des strukturellen Designs des Outdoor-Schaltschranks ausführlich analysiert, in der Hoffnung, einige Referenzen für das Strukturdesign von Outdoor-Schaltschränken zu liefern.
Schlüsselwörter: Schaltschrank für den Außenbereich; Wasserdicht und staubdicht; Tragwerksplanung; Erdungssystem
In den letzten Jahren ist mit dem zunehmenden Einsatz automatisierter und intelligenter elektrischer Geräte in Energiesystemen die Zahl der Auch die Zahl der Geräte für Außenschaltschränke hat zugenommen. Dazu gehören Schaltschränke, Frequenzumrichterschränke, Kommunikationsschränke, Verteilerschränke und verschiedene Energieüberwachungsgeräte. Die konstruktive Gestaltung von Outdoor-Schaltschränken hat direkten Einfluss darauf, ob die Geräte schnell und zuverlässig vor Ort installiert werden können, ob sie langfristig stabil funktionieren und ob die anschließende Wartung bequem und effizient erfolgen kann. Das Streben nach vernünftigeren, praktischeren und anpassungsfähigeren Designs für elektrische Schaltschrankstrukturen im Freien ist zu einem unvermeidlichen Trend für die Zukunft geworden. Beim Entwurf von Schaltschränken für den Außenbereich müssen im Allgemeinen verschiedene Faktoren wie die Betriebsumgebung, die Sicherheit, die elektromagnetische Verträglichkeit und die Schutzstufen berücksichtigt werden.
Unterschiedliche Betriebsumgebungen erfordern unterschiedliche Designlösungen. In Außenumgebungen gibt es mehrere Einflussfaktoren und es ist wichtig, alle Bedingungen umfassend zu berücksichtigen, anstatt sich auf einen einzelnen Aspekt zu konzentrieren.
Schaltschränke für den Außenbereich, die langfristig im Freien betrieben werden, sind über längere Zeit UV-Strahlung ausgesetzt, die zu Verfärbungen oder sogar zum Abblättern der Metalloberflächenbeschichtung führen kann. Um die UV-Beständigkeit der Schränke zu erhöhen, kann Elektrophorese mit spezieller Outdoor-Pulverbeschichtung eingesetzt werden. UV-Strahlung kann auch die Innentemperatur des Schranks erhöhen und den Gerätebetrieb beeinträchtigen, wenn die Temperatur zu hoch wird. Daher sollten die Funktionen zur Wärmeableitung und Temperaturregelung im Schrankdesign verbessert werden.
Zu hohe Temperaturen können die Alterung der elektrischen Isolierung beschleunigen und so die Lebensdauer und den Nennstrom des Geräts verkürzen. Studien zeigen, dass sich die Lebensdauer elektronischer Komponenten bei jedem Temperaturanstieg um 10 °C halbiert. Hohe Temperaturen können zu einem thermischen Ausfall von Halbleiterkomponenten oder zu Leistungseinbußen führen, was zu Fehlfunktionen der Geräte führen kann. Zu den gängigen Methoden zur Schrankkühlung gehören Zwangsluftkühlung, Wärmetauscherkühlung und Klimatisierung. Beim Entwurf der Struktur sollten die Bedingungen vor Ort und das Budget berücksichtigt werden, um die geeignete Belüftungs- und Kühlmethode auszuwählen.
Hohe Luftfeuchtigkeit kann die Isolationsleistung elektrischer Geräte beeinträchtigen und sogar schwere Stromunfälle verursachen. Idealerweise sollte die Luftfeuchtigkeit unter 60 % gehalten werden und 80 % nicht überschreiten. Gängige Lösungen sind der Einbau von Klimaanlagen mit Entfeuchtungsmodus im Schrankinneren oder der Einsatz von Industrie-Luftentfeuchtern zur automatischen Entfeuchtung. Bei der Oberflächenbehandlung des Gehäuses sollte der Schwerpunkt auch auf Korrosionsbeständigkeit liegen, wobei Techniken wie Galvanisieren, Oxidation, Einbrennen oder Pulverbeschichten zum Einsatz kommen.
Starke Regenfälle können elektrische Geräte beschädigen, indem sie deren Isolierung beeinträchtigen, zu Geräteausfällen führen oder sogar eine Gefahr für die persönliche Sicherheit darstellen. Bei der Konstruktionsplanung sollte die Wasserdichtigkeit des Schranks berücksichtigt, eine ordnungsgemäße Abdichtung sichergestellt und Maßnahmen ergriffen werden, um das Eindringen von Wasser zu verhindern. Es sollten auch wirksame Installationsmethoden und Isolationsmaßnahmen gegen Überschwemmungen eingesetzt werden.
Bei Schaltschränken im Freien, die über einen längeren Zeitraum einer Staubansammlung ausgesetzt sind, kann es zu einer verminderten Isolationsleistung elektrischer Komponenten und zu Schäden an elektronischen Komponenten kommen. Staub kann auch die Leistung des Kühlsystems beeinträchtigen und zu Geräteausfällen führen. Die Strukturplanung sollte Maßnahmen zur Staubverhinderung umfassen, wie z. B. die Installation geeigneter Filter an den Lufteinlass- und -auslasspunkten, und gleichzeitig die regelmäßige Wartung und den Austausch der Filter sicherstellen.
Salznebel ist ein kritischer Faktor für in Küstengebieten installierte Außenschaltschränke. Es kann Metallstrukturen und Schaltkreise korrodieren lassen und zu Geräteausfällen führen. Bei der Konstruktion und Materialauswahl sollten korrosionsbeständige Materialien wie Edelstahl oder verzinkter und beschichteter Stahl Vorrang haben. Schränke sollten abgedichtet sein, um zu verhindern, dass Salznebel eindringt und Schäden verursacht.
Bei Schaltschränken für den Außenbereich ist die Dichtleistung von entscheidender Bedeutung, um Umweltschäden zu vermeiden. Gemäß dem Standard „Schutzgrade von Gehäusen (IP-Code)“ wird empfohlen, dass die Staub- und Wasserdichtigkeit von Außenschaltschränken mindestens IP55 betragen sollte. Dieser Wert bedeutet, dass zwar etwas Staub in das Gehäuse eindringen kann, der sichere Betrieb des Geräts jedoch nicht beeinträchtigt wird und dass aus jeder Richtung verspritztes Wasser keine schädlichen Auswirkungen hat.
Eine wirksame Erdung kann Geräte schützen, die persönliche Sicherheit gewährleisten und eine Abschirmung gegen Blitzschlag und statische Elektrizität bieten. Die Schränke sollten zum Schutz und zur Signalabschirmung über Erdungsschienen verfügen. Alle elektrischen Komponenten und Metallteile sollten an die Erdungsschiene angeschlossen werden, um eine kontinuierliche elektrische Erdung zu gewährleisten.
Mit der zunehmenden Nutzung elektronischer Geräte für den Außenbereich und den zunehmenden elektromagnetischen Störungen ist die Gestaltung von Schränken zur Vermeidung elektromagnetischer Störungen (EMI) unerlässlich geworden. Abschirmmaterialien sollten entsprechend der Störfrequenz ausgewählt werden. Bei niederfrequenten Störungen sind ferromagnetische Materialien wirksam, bei hochfrequenten Störungen eignen sich leitfähige Materialien.
Bei der strukturellen Gestaltung von Außenschaltschränken sollte der Schwerpunkt nicht nur auf Ästhetik, Haltbarkeit und einfacher Installation und Wartung liegen, sondern auch auf die Widerstandsfähigkeit gegen Vibrationen, Korrosion und elektromagnetische Störungen. Darüber hinaus sollte das Design den Staub- und Wasserdichtigkeitsstandards entsprechen. Nur durch die umfassende Berücksichtigung dieser Faktoren können sichere, zuverlässige und kundengerechte Produkte entwickelt werden, die letztendlich die Produktionseffizienz verbessern und das Geschäftswachstum vorantreiben.
