Tips och tricks

Denna fråga ställs ofta av tillverkare av maskiner och anläggningar. Till exempel om elektriska komponenter ska fästas i apparatskåpet på DIN- skenor som exempelvis är fäst på monteringsplåten.

SS-EN 61439-1/-2 och SS-EN 60204-1 ger svaret. Enligt denna norm är elektriskt ledande konstruktionsdelar endast godkända som en del av skyddsjordningsanslutningen om grundkraven på en anslutning med permanent, god ledningsförmåga med tillräcklig strömledningsförmåga uppfylls. Om dessa är uppfyllda kan DIN-skenan vara tillräckligt förbunden med skyddsledaren via fastsättning med en ordentlig kontaktyta till en metallblank montageplåt eller via fästdon (fästvinkel, distansbultar etc.) vid fastsättning till skåpsystemet (stomme, utbyggnadsskenor etc.). Observera följande definitioner:

• permanent betyder att: Kontaktställena är säkrade så att de inte lossnar vid mekaniska belastningar och skyddade mot oxidation/korrosion
• god ledningsförmåga betyder att: Ett uppmätt motståndsvärde mellan komponentens kontakt på DIN-skenan och den yttre skyddsledarens anslutningspunkt uppgår till < 0,1 ohm
• tillräcklig strömledningsförmåga betyder att kontakt-/kopplingstvärsnittet (arean) måste motsvara en  separat kopparskyddsledare area.

Författare: Hartmut Lohrey, chef Marketing Training/Support

Vid denna fråga tar tillverkare av anläggningar ofta upp enbart kapslingsklass IP 55 eller högre. Problemet är dock att då tas ingen hänsyn till andra viktiga aspekter.

Principiellt gäller följande: IP-kapslingsklasser anges med två siffror och eventuellt ytterligare kompletterande bokstäver för hus till elektrisk utrustning enligt den internationella normen IEC 60529. Normen beskriver dock laboratoriekontroller som inte kan efterlikna alla tänkbara användningar av elektrisk utrustning exakt.

I synnerhet tas ingen hänsyn till långvarig påverkan av vädret som slagregn eller isbildning. Utöver skyddet mot inträngning av damm och fukt måste även hänsyn tas till korrosionsskyddet. Det vill säga applicering av speciella beläggningar eller användning av rostfritt stål. En ytterligare viktig aspekt är utformningen av klimatiseringen för att förhindra en förhöjd risk för kondensat eller en direkt solinstrålning som extra värmebelastning.

Facit: Kapslingar som inte uttryckligen deklareras avsedda för utomhusbruk ska principiellt uteslutas från denna typ av användning. De villkor som möjliggör användning utomhus samt ytterligare lämpliga ”förstärkningsåtgärder” – enligt beskrivningen – måste redas ut med tillverkaren.

Författare: Hartmut Lohrey, chef Marketing Training/Support

Denna fråga ställs ofta om styrningarna och energifördelningarna i apparatskåp ska utrustas med väldigt olika apparater och komponenter.

Vid ställverkskombinationer för lågspänning sker monteringen normalt med monteringsplattor. Då gäller det att inte bara ta hänsyn till säkerhetsaspekter utan även funktionella risker som klimatisering och EMC vid planeringen. Detta är viktigt i synnerhet vid användning av kraftelektroniska och styrnings-/kommunikationstekniska komponentgrupper som försörjs via skyddsapparater och ställverk.

Just tillverkarna av sådana komponentgrupper ställer ganska exakta krav på placeringen och avstånden till andra komponentgrupper i sina monterings- och bruksanvisningar. Sådana anvisningar måste ovillkorligen följas för att garantianspråken ska vara giltiga vid en störning eller en skada.

Därför är det, i synnerhet vid angivna platsförhållanden exempelvis vid en kompakt maskin, desto viktigare att kunna utnyttja innerutrymmet i ett apparatskåp så bra som möjligt via en bred tillbehörspalett av monteringssystemdelar.

Det ska också finnas stöd för fast och svängbar montering av 19-tumsbaserade apparater som påbyggnad av fler monteringsnivåer med hjälp av delmonteringsplattor. Dessa går att placera sväng- och tippbart på sidan i skåpet eller framför huvudmonteringsplattan.

Tack vare detta är det lätt att ordna med lämpliga avstånd för att undvika överhettade punkter eller för att minska den elektromagnetiska påverkan. Dessutom ger metallblanka korrosionsskyddade och elektrisk ledande tillbehörsdelar en mycket god potentialutjämning av apparatlådor, kabelskärmar och i förekommande fall EMC-filterkapslingar genom att monteringen har direkt kontakt.

Även mycket tunga installationer som inte kan fästas på montageplåten ska kunna stöttas enkelt och säkert på apparatskåpets golv eller på den horisontella ramprofilen vid ramskåp med hjälp av lämpliga lastupptagande monteringsdelar.

Författare: Hartmut Lohrey, chef Marketing Training/Support

Detta är en fråga som ställs ofta till Rittal när apparatskåp ska ställas upp för väldigt olika användningsområden. För att besvara frågan måste man skilja på tre viktiga situationer.
För det första - transporten av apparatskåpet till uppställningsplatsen.
För det andra - garantin av säkerheten på plats resp. fastsättningen.
För det tredje - tillförseln av kabeln till apparatskåpet.
Dessa tre situationer har omedelbar inverkan på valet av nödvändiga tillbehör. Redan här visar det sig att det krävs en bred palett av uppställningshjälpmedel för att få en lösning för varje situation på ett praktiskt sätt.

”Transport”-situationen

Om ett apparatskåp måste lyftas med en kran och flyttas vidare behövs det ingen sockel. Om ett apparatskåp transporteras med gaffeltruck eller en låglyftande truck är det lämpligt med en sockel om det rör sig om en modulär konstruktion av bärande hörnstycken samt separata skydd och skåpets ram kan ta upp lasten.

”Stabilitet”-situationen

Om det krävs ett fast fäste på golvet för att på ett säkert sätt motverka även vibrations- och stötbelastningar ska man avstå från en sockel och skruva eller till och med svetsa fast skåpets ram direkt på golvet. Alternativt finns det speciella former av mekanisk frånkoppling (vibrationsdämpare och stötabsorbator) eller för extra fast koppling med underlaget (t.ex. jordbävningssockel).

”Kabeltillförsel”-situationen

Om kabeltillförseln i uppställningsområdet måste göras utan golvkanaler krävs det en sockel. Tack vare modulär konstruktion och med lämpliga tillbehör kan sockeln vara ett stöd för kabeltillförseln under skåprader samt möjliggöra dragavlastning redan utanför det skyddade utrymmet. Dessutom ger sockeln utrymme för en eventuellt nödvändig förvaring av kabelns överlängd – som för övrigt inte ska vara ringformad utan meanderformad av EMC-skäl. Utöver en stängd sockel (genomgående med perforerade skydd för att bidra till ventilationen av skåpet i rena omgivningar) kan även utjämningsfötter på ojämna golv vara en lämplig komplettering, separat eller i kombination med sockeln.

Författare: Hartmut Lohrey, chef Marketing Training/Support

Så eller ungefär så lyder en fråga till Rittal som ställs om och om igen under de heta sommarmånaderna eller i samband med uppställning av apparatskåp i tropiska länder. De grundläggande betänkligheterna gäller då för det mesta bildning av kondensvatten i skåpet och de följder som detta får.

Vid svaret spelar tre viktiga aspekter en roll.
Temperaturskillnanden mellan den önskade innertemperaturen och den maximala omgivningstemperaturen (Är det nödvändigt att kyla till under omgivningstemperaturen?)
Det elektriska systemets drifttid i skåpet (Finns det tider med helt avstängt elektriskt system?)
Skyddet av det elektriska systemet mot omgivningsförhållandena (Krävs det en hög kapslingsklass?).

För det mesta börjar svaret på sådana frågor med ”Ja, men ...”.

Om skåpets invändiga önskade temperatur ligger under omgivningstemperaturen måste en kylning ordnas. Om apparatskåpet sedan öppnas kan det bildas kondens direkt på en del komponentgrupper eller komponenter som blir kalla på grund av att kylaggregatet blåser kall luft på dem.

Vid helt avstängt elektriskt system och god isolering mot omgivningen (IP 55) kan det bildas kondens på skåpets innerytor på grund av en snabb temperatursänkning, denna kondens kan samlas i golvområdet.

Det finns olika lämpliga strategier för att undvika kondensproblem i skåpet:

• Bortledning av värme genom aktiv ventilation med acceptans av en innertemperatur som är 5 °C högre
• Tillräcklig ”uppvärmningstid” före öppningen av dörren efter avstängning av den aktiva kylningen
• Användning av en ”stilleståndsvärme” som alltid håller innertemperaturen över omgivningstemperaturen och tack vare detta förhindrar kondensbildning på väggarna

Ytterligare en aspekt är kondensbildning på ytterytor på grund av en kraftigt nerkyld innertemperatur med risk för att det bildas korrosion på skadade beläggningar.

Den optimala lösningen för att undvika de nämnda problemen går endast att fastställa baserat på en exakt inventering av de aktuella kraven.

Författare: Hartmut Lohrey, chef Marketing Training/Support

Detta är visserligen en mer ovanlig fråga till Rittal men den kommer dock alltid upp om och om igen från tid till annan när det handlar om energifördelare med ledarström > 200 A.

Det finns olika orsaker till punktvis uppvärmning av utrustning i apparatskåp. Vid strömförande komponenter, till exempel ledarklämmor, skyddsapparater och ställverk etc. är dålig kontakt, för tät packning i skåpet, otillräckliga värmeavgivningsytor eller helt fel dimensionering (av gränsen för tillåten belastning) orsaken till att ström-värmeförluster leder till ”hotspots” och som en följd av detta till isolationsskador med efterföljande kortslutning eller brand.

Vad kan då orsaken vara när passiva mekaniska komponenter som exempelvis flänsplattan i ett kompakt apparatskåp eller fästtraverserna till ett samlingsskenesystem märks genom för höga temperaturer vid inspektioner med infrarött ljus?

I den viktiga normen för tillverkare av apparatskåp, SS-EN 61439-1, finns det en hänvisning i underpunkten 10.10.4 ”Konstruktionsverifiering av uppvärmningen ... genom utvärdering”.

Det är då nödvändigt att tänka på att ledare som transporterar strömmar på över 200 A och angränsande konstruktionsdelar är anordnade så att virvelströmmar och hysteresförluster minimeras. Här slår effekterna av det magnetfält som omger varje elektrisk ström till. Detta magnetfält är lodrätt mot strömriktningen och kan orsaka virvelströmmar samt ommagnetisering och en kraftig lokal värmeutveckling som hänger samman med detta.

I praktiken innebär detta att vid en dragning av fram- och återledare som är rumsligt separerade (inte som kablar) t.ex. i form av basisolerade enkelledare eller samlingsskenor måste avstånden hållas så korta som möjligt. Dessutom måste fästdelar och metalliska ytor, som sådana ledare dras lodrätt genom, vara så tunna som möjligt och av material som leder dåligt eller till och med av isoleringsmaterial.

Kablar i vilka ledarna är dragna mycket kompakt med varandra har inga magnetfälteffekter eftersom summan av de fram- och återledande strömmarna är densamma vid varje tidpunkt. I och med att magnetfältens riktning för dessa delströmmar löper motsatt kompenseras de i hög grad av detta. I och med detta uppstår uppvärmning på grund av virvelströmmar och ommagnetisering inte alls eller endast i sådan utsträckning att det inte märks.

Författare: Hartmut Lohrey, chef Marketing Training/Support

En ständigt aktuell fråga när det gäller ett apparatskåp som är riktigt ifråga om EMC är kontakt resp. jordning av kabelskärmning. Användning av skärmad kabel är idag en ovillkorlig förutsättning både i apparatskåpet och även utåt för utrustning som säkerställer ett effekt-, styrnings- och kommunikationstekniskt system i en elektromagnetiskt belastad omgivning.

Förenklat uttryckt ska kabelskärmen förhindra oönskad utstrålning från och instrålning i systemet. Den kan dock endast klara denna uppgift om den vid sina in- och utloppsställen från skåpet även är optimalt elektriskt ledande kopplad till dessa (under förutsättning att skåpen är tillverkade av elektriskt ledande material). Målet är att få en komplett skärmande utformning av apparatskåp, kabelskärm och komponenthus.

Om ett komponenthus resp. ett motoranslutningshus av isoleringsmaterial används bör kabelskärmen kopplas med motorhuset i denna ände (via klämplattan). Om det vid mothuset handlar om ett hus av isoleringsmaterial, exempelvis en sensor, ska kabelskärmen där förbindas med anläggningen med en ledande struktur med referenspotential.

På apparatskåpssidan ska om möjligt alla skärmade kablar optimalt förbindas ledande med monteringsytan på ena sidan av skåpet med hjälp av EMC-kabelskruvförband – tack vare detta uppstår det en optimal potentialutjämning mellan kabelskärmarna.

Om inga lämpliga EMC-skruvförband används ska kabelskärmarna förbindas så nära in-/utloppsstället som möjligt via en lämplig kombination av skärmskenor och kontaktklämmor. Det är viktigt att detta görs ledande med varandra med så stor kontaktyta som möjligt och med ett kort flätat jordningsband från skenan till montageplåten. Det är dessutom nödvändigt att tänka på att skärmkontakten måste vara utförd separerad från kabelns dragavlastning.

I och med att det beroende på anläggning även kan förekomma högre strömmar på kabelskärmen är det nödvändigt att se till att ledningsförmågan är tillräcklig. Metalliska kontaktsystem är däremot en fördel jämfört med belagda plastsystem.

Författare: Hartmut Lohrey, chef Marketing Training/Support