Nasveti in namigi

To je vprašanje, ki si ga pogosto zastavljajo proizvajalci strojev in naprav. Na primer, ko so električne komponente v ohišju pritrjene na strešna vodila, ki so pritrjena na montažne plošče.

Odgovor lahko najdete v standardih DIN EN 61439-1/-2 in DIN EN 60204-1. V skladu s tem so električno prevodni deli dovoljeni le kot del priključka zaščitenega vodnika, če so izpolnjene osnovne zahteve trajnega, dobro prevodnega in dovolj zmogljivega tokovnega priključka. Ko so te zahteve izpolnjene, je lahko vodilo priključeno na PE vodnik s stalnim stikom z golo kovinsko pritrdilno ploščo ali prek pritrdilnih elementov (kotni nosilci, distančniki itd.) ali s priklopom na sistem ohišij (okvir, notranja vodila, itd.). Prosimo, upoštevajte naslednje definicije:

• Trajno: pomeni, da so kontaktne točke zaščitene pred popuščanjem pod mehansko obremenitvijo in zaščitene pred oksidacijo/korozijo
• Dobra prevodnost: pomeni, da je izmerjena upornost med stikom komponente na vodilu strešnega pokrova in priključno točko zunanjega PE vodnika manjša od < 0,1 Ohm
• Ustrezna zmogljivost toka: pomeni, da mora biti presek žice kontakta/povezave enakovreden preseku ločenega bakrenega PE vodnika.

Avtor: Hartmut Lohrey, vodja tržnega izobraževanja/podpore

Pri obravnavi tega vprašanja se mnogi proizvajalci osredotočajo izključno na razred zaščite IP 55 ali višji, medtem ko so drugi pomembni vidiki pogosto spregledani.

Stopnje IP zaščite so določene v skladu z mednarodnim standardom IEC 60529 z dvema kodnima številkama in po potrebi z dodatnimi črkami na ohišjih za električno opremo. Vendar standard opisuje laboratorijske preizkuse, ki ne morejo popolnoma natančno zajemati vseh aplikacij.

Pri tem niso upoštevani dolgoročni vremenski vplivi, kot sta na primer toča ali poledica. Poleg zaščite pred vdorom prahu in vode je potrebno upoštevati tudi zaščito pred korozijo. Zato so potrebni posebni premazi ali uporaba nerjavnega jekla. Drug pomemben vidik je zasnova klimatizacije za zmanjševanje nevarnosti kondenzacije ali vplivov neposredne sončne svetlobe kot dodatniih toplotnih obremenitev.

Povzetek: Običajno so ohišja izključena iz takšnih aplikacij, razen če niso posebej označena, da so primerna za zunanjo uporabo. Vendar je potrebno pogoje, pod katerimi je možna uporaba na prostem pa tudi druge smiselne ukrepe „nadgradnje“ – kot je opisano – uskladiti s proizvajalcem.

Avtor: Hartmut Lohrey, vodja tržnega izobraževanja/podpore

To vprašanje se pogosto pojavi, ko morajo biti krmilni sistemi in napajalniki v ohišjih opremljeni z velikim številom naprav in komponent.

Nizkonapetostni stikalni sistemi so običajno nameščeni na montažnih ploščah. Zato je potrebno pri načrtovanju poleg varnostnih vidikov upoštevati še funkcionalna tveganja, kot sta klimatizacija in EMC. To je še posebej pomembno pri uporabi sklopov močnostne elektronike in krmilno-komunikacijske tehnologije, ki jih prek zaščitnih in stikalnih naprav napaja sistem zbiralk.

Proizvajalci tovrstnih sklopov v navodilih za sestavljanje in uporabo pogosto opredeljujejo zelo natančne zahteve glede položaja in oddaljenosti od drugih sklopov. Ta navodila je potrebno upoštevati, sicer se lahko razveljavi garancija v primeru škode ali okvare.

Zato je še toliko bolj pomembno, da v zaprtih prostorih kompaktnih strojev kar najbolje izkoristimo notranjost ohišja s široko izbiro dodatne opreme in sistemskih delov.

Podprta mora biti tudi statična ali tečajna namestitev 19-palčnih naprav, skupaj z montažo dodatnih nivojev z delnimi montažnimi ploščami. Ti so lahko nameščene ob strani ohišja ali pred glavno montažno ploščo, kjer jih lahko zavrtite ali nagibate.

Na ta način lahko enostavno omogočimo potreben razmak za preprečevanje vročih točk ali zmanjšanje elektromagnetnih motenj. Poleg tega goli kovinski, korozijsko zaščiteni in električno prevodni dodatki za EMC zagotavljajo odlično izenačevanje potencialov ohišij naprav, kabelskih ščitov in kjer je primerno, ohišja ventilatorja in EMC filtra z neposrednim stikom pritrdilnega elementa.

Težko opremo, ki je ni mogoče pritrditi na montažne plošče, je potrebno enostavno in varno podpreti z ustreznimi podporami na dnu ohišja ali na vodoravnem odseku okvirja v primeru ohišij z okvirjem.

Avtor: Hartmut Lohrey, vodja tržnega izobraževanja/podpore

To je pogosto zastavljeno vprašanje v podjetju Rittal ob namestitvi ohišij za različne aplikacije. Za pravilen odgovor je potrebno odgovoriti na tri ključne dejavnike: transport ohišja na mesto namestitve, zagotavljanje varnosti in stabilnosti na mestu namestitve in dovajanje kablov v ohišje. Zgoraj opisani dejavniki neposredno vplivajo na izbiro delov dodatne opreme. Že samo to nakazuje, da je za pridobitev rešitve za skoraj vsako aplikacijo potreben širok nabor pripomočkov za namestitev.

Primer za transport

Če je potrebno ohišje dvigniti in premikati z žerjavom, podnožje ni potrebno. Če je treba ohišje premikati z viličarjem ali paletnim dvigalom, je uporaba podnožja/podstavka smiselna pod pogojem, da gre za modularno konstrukcijo, ki je sestavljena iz nosilnih vogalnih delov in ločenih plošč, kjer okvir prevzame težo tovora.

Primer za stabilnost

Za trdno pritrditev na tla in varno prenašanje vibracij in udarcev uporabo podnožja/podstavka odsvetujemo. Prav tako odsvetujemo varjenje ali pritrjevanje z vijaki. Za stabilno pritrditev obstajajo tudi posebne izvedbe za mehansko ločevanje (blažilniki vibracij in udarcev) ali za izjemno togo povezavo s podkonstrukcijo (kot je protipotresna podloga).

Primer za dovajanje kablov

Če želite kable vstaviti brez talnih kanalov je uporaba podnožja/podstavka bistvenega pomena. Modularna zasnova podnožja/podstavka in ustrezni dodatki omogočajo napeljavo kablov pod ohišji in mehansko razbremenitev tudi izven zavarovane sobe namestitve. Poleg tega podstavek ponuja tudi prostor za morebitno shranjevanje predolgih kablov, ki zaradi EMC zahtev ne smejo biti zviti v krogu, ampak jih je potrebno namestiti v obliki meandra. Poleg zaprtih podnožij (s perforiranimi ploščami za prezračevanje ohišij v čistem okolju) so izravnalne noge uporabne za namestitev na neravnih tleh in jih lahko uporabite samostojno ali v kombinaciji s podnožjem.

Avtor: Hartmut Lohrey, vodja tržnega izobraževanja/podpore

Takšna in podobna vprašanja pogosto slišimo v vročih poletnih mesecih ali v primeru namestitve ohišij v tropskih državah. Na splošno obstajajo pomisleki zaradi kondenzacije v ohišjih in s tem povezanih posledic.

Za odgovor na to vprašanje moramo upoštevati tri ključne dejavnike: temperaturno razliko med ciljno notranjo temperaturo in najvišjo temperaturo okolice (ali je potrebno ohišje ohladiti pod temperaturo okolice?), čas obratovanja električnega sistema v ohišju (ali obstajajo obdobja, ko je električni sistem popolnoma izklopljen?) in zaščito električnega sistema pred zunanjimi vplivi (ali je potrebna visoka stopnja zaščite?).

Odgovor na takšna vprašanja se običajno začne z „Da, ampak ...“.

Če je ciljna notranja temperatura ohišja bistveno nižja od temperature okolice, je potrebno zagotoviti hlajenje. Če se ohišje odpre, lahko na posameznih sestavnih delih in komponentah, ki so izpostavljene hladilnemu toku, takoj nastane kondenzat.

Ko je električni sistem popolnoma izklopljen in je sistem ohišja dobro zatesnjen (IP 55), lahko hiter padec temperature okolice povzroči nastanek kondenzata na notranjih površinah ohišja in zbiranje kondenzata na dnu ohišja.

Za preprečevanje težav s kondenzacijo v ohišju so na voljo številne različne strategije:

• Odvajanje toplote z aktivnim prezračevanjem in dovoljenim dvigom temperature v ohišju za 5°C
• Zagotovitev ustreznega “časa za segrevanje“ pred odpiranjem vrat po izklopu aktivnega sistema hlajenja
• Uporaba „grelnika v stanju mirovanja“, za vzdrževanje višje temperature v ohišju od temperature okolice in preprečevanje kondenzacije

Drug problem je kondenzacija na zunanjih površinah ohišja zaradi prekomernega hlajenja in prenizke temperature znotraj ohišja, kar povzroča nevarnost korozije v primeru poškodovanih zaščitnih premazov.

Optimalno rešitev za izogibanje omenjenim težavam je mogoče določiti samo na podlagi natančne analize ustreznih zahtev.

Avtor: Hartmut Lohrey, vodja tržnega izobraževanja/podpore

To je manj pogosto vprašanje pri podjetju Rittal, vendar se občasno pojavi v povezavi z napajalnimi sistemi s tokovi > 200 A.

Za segrevanje nekaterih delov opreme v ohišju obstajajo različni razlogi. Za tokovne komponente, kot so vodniki, sponke, zaščitna oprema, stikalne naprave, itd., lahko slab kontakt, gosta namestitev komponent, neustrezne površine za odvajanje toplote ali preprosto nepravilno dimenzioniranje (na meji zmogljivosti) pojasnijo, zakaj toplotne izgube ustvarjajo vroče točke, ki posledično povzročijo poškodbe izolacije ter kratke stike ali požare.

Toda zakaj imajo pasivni mehanski sestavni deli, kot so kabelske uvodnice v kompaktnem ohišju ali pritrdilni elementi sistema zbiralnih sponk med infrardečim pregledom previsoke temperature?

DIN EN 61439-1 glavni standard za proizvajalce ohišij vsebuje pomemben podatek v podpoglavju 10.10.4 „Preverjanje povišanja temperature ... z uporabo ocenjevanja“.

V zvezi s tem je pomembno zagotoviti, da morajo biti vodniki, ki imajo tokove večje od 200 A in komponente v bližini razporejeni tako, da zmanjšajo vrtinčne tokove in izgube zaradi histereze. To obravnava učinke magnetnega polja, ki spremljajo vse električne tokove. Magnetno polje je pravokotno na smer toka in lahko povzroči vrtinčne tokove in remagnetizacijo v prevodnih materialih, kar pa lahko ustvari visoko lokalno toploto.

V praksi to pomeni, da morajo biti dovodni in odhodni vodniki napeljani ločeno (ne kot kabli), npr. v obliki osnovnih izoliranih posameznih vodnikov ali zbiralnih sponk in mora biti razmak med njimi čim manjši. Poleg tega morajo biti pritrdilni deli in kovinske površine, skozi katere so takšni vodniki speljani pravokotno na površine, čim tanjši in izdelani iz slabo prevodnega ali celo izoliranega materiala.

Kabli, pri katerih so vodniki nameščeni močno skupaj, na splošno nimajo učinkov magnetnega polja, saj je v določenem trenutku vsota zunanjih in notranjih tokov enaka. Ker magnetna polja teh delnih tokov potekajo v nasprotnih smereh, se v veliki meri medsebojno izničijo. Posledično zato ni povišanja temperature zaradi vrtinčnih tokov in remagnetizacije ali je povišanje minimalno.

Avtor: Hartmut Lohrey, vodja tržnega izobraževanja/podpore

Kako pravilno ozemljiti kabelske ščite je „večno vprašanje“ na temo EMC-združljivih ohišij. Danes je uporaba zaščitenih kablov znotraj in zunaj ohišja bistvena zahteva za zagotovitev razpoložljivosti zmogljivega nadzornega in komunikacijskega sistema v okoljih z elektromagnetnim nabojem.

Preprosto povedano, kabelski ščit preprečuje nezaželeno sevanje iz sistema in v sistem. Vendar lahko to nalogo opravi samo, če je optimalno električno povezan z vstopnimi in izstopnimi točkami ohišja (če so ohišja izdelana iz električno prevodnih materialov). Cilj je ustvariti popolnoma zaščiteno strukturo, ki jo sestavljajo ohišje, kabelski ščit in ohišje komponent.

Če je na primer komponenta nameščena v ohišju motorja, ki je izdelano iz izolacijskega materiala, je potrebno kabelski ščit na tem delu priključiti na ohišje motorja (s spenjalnim trakom). Če je ohišje izdelano iz izolacijskega materiala (npr. senzorji), je potrebno, če je to mogoče, kabelski ščit priključiti na referenčni potencial na prevodni strukturi sistema.

Na eni strani ohišja morajo biti vsi zaščiteni kabli prevodno priključeni na vgradno površino z EMC kabelskimi uvodnicami; to zagotavlja tudi optimalno izenačitev potencialov med kabelskimi ščiti.

Če ni mogoče uporabiti ustreznih EMC kabelskih uvodnic, je potrebno zaščitene kable čim bližje povezati z vstopno/izstopno točko z ustrezno kombinacijo zaščitenih vodil in kontaktnih sponk. Pomembno je zagotoviti prevodno povezavo z maksimalno kontaktno površino s kratkim pletenim ozemljitvenim trakom od vodila do montažne plošče. Pomembno je tudi, da stik ščita ostane ločen od mehanskega razbremenilnika kabla.

Ker zasnova sistema ustvarja velike tokove na kabelskem ščitu, je treba zagotoviti ustrezno nosilnost toka. Kovinski kontaktni sistemi so v takšnih primerih boljši od prevodno prevlečenih plastičnih sistemov.

Avtor: Hartmut Lohrey, vodja tržnega izobraževanja/podpore