在選擇安裝低壓設(shè)備的地點和方式時,成本往往是決定性的因素。然而,將成本放在關(guān)于安裝設(shè)備的關(guān)鍵決策之前,可能會導(dǎo)致更高的擁有成本。也會增加意外停機的可能性,并造成潛在的安全問題。
無論用戶是否計劃將設(shè)備安裝在新的或現(xiàn)有的設(shè)施中,都應(yīng)首先考慮下面幾個環(huán)境和安全問題。只有用戶了解安裝選項的內(nèi)在風險和好處,才可以優(yōu)化設(shè)備的性能。
一、設(shè)備的環(huán)境問題
高溫是設(shè)備可靠性的最大敵人。如果管理無效,熱量可以在傳動的功率晶體管的結(jié)層上聚集。這可能導(dǎo)致階層的熔斷或熔化。過熱也會危害設(shè)備的智能功率模塊。那會對設(shè)備內(nèi)部在一起工作的數(shù)百個小的分立元件和組件造成影響。
從環(huán)境的角度來說,在電機控制中心(MCC)內(nèi)安裝設(shè)備是一個理想的選擇。UL-845: 電機控制中心的要求和測試步驟解決整個MCC排列的過熱管理問題。這意味著MCC制造商需要證明安裝在MCC里的設(shè)備不會受到損害,或者由設(shè)備產(chǎn)生的熱量也不會損害MCC內(nèi)的其他設(shè)備。
然而,需要記住的重要一點是正確的熱管理和UL-845清單上的裝配設(shè)備只能由MCC制造商來完成。即便是在UL-508a下經(jīng)過認證的盤柜制造商也不能將設(shè)備加到MCC內(nèi),而且也不能維護其UL-845清單。如果MCC內(nèi)的一個單元不是UL-845列表內(nèi)的,整個MCC排列的列表都是無效的。
如果將一套設(shè)備安裝在工業(yè)控制柜(ICP)內(nèi),而不是安裝在MCC內(nèi), 就會讓最終用戶承擔熱管理的負擔。 如果ICP必須要密封,通常需要一套空調(diào)設(shè)備來將內(nèi)部的溫度保持在設(shè)備的設(shè)計限值(或者其他ICP組件的限值)范圍內(nèi)。一條通用的經(jīng)驗法則是設(shè)備大概會將流經(jīng)它的總功率的3%釋放出去,作為熱量輻射到其周圍環(huán)境中。
在給ICP進行通風的時候,在室外溫度最高時候的總換氣量必須要足以保持內(nèi)部溫度在設(shè)備的設(shè)計限值范圍內(nèi)。而且,如果循環(huán)的外部空氣含有灰塵或水汽,必須使用過濾器來消除污染。維護故障以及定期更換過濾器會導(dǎo)致組件過熱。
對于安裝在ICP的設(shè)備來說,另一個關(guān)鍵的與熱量相關(guān)的問題是要在設(shè)備周圍留出足夠的凈空來實現(xiàn)正常的空氣流動。每個設(shè)備的設(shè)計都對最小凈空有要求,包括上方、下方、以及側(cè)面到側(cè)面,這些對于內(nèi)部板卡和組件的冷卻至關(guān)重要。經(jīng)??吹揭恍┙?jīng)驗不足的盤柜制造商錯誤地假定了開槽的電纜管道不會成為障礙,因此將其布置得離設(shè)備太近??墒?,它成為了正??諝饬鲃拥恼系K,而且不能留出足夠的凈空,這經(jīng)常會導(dǎo)致設(shè)備過早失效。
壁掛式安裝的設(shè)備通常配有風扇,帶動空氣流經(jīng)設(shè)備的外殼來實現(xiàn)冷卻。而且也要考慮周圍空氣中可能存在的其他物質(zhì),包括水汽、機油、灰塵、化學物質(zhì)以及煤氣。這些物質(zhì)可能進入到設(shè)備中并造成損害,或者造成殘渣堆積從而降低冷卻效率。防止障礙物對空氣流動的阻礙對于壁掛式設(shè)備來說同樣重要。應(yīng)該避免出現(xiàn)某些氣體,例如硫化氫,因為它可以腐蝕印刷電路板和連接部件。而且,在使用某些傳動時必須要保持相對濕度在最低值以上,因為如果太低了,在空氣流經(jīng)部件的時候靜電就會成為一個問題。
對于不在其電路板上使用敷形涂層的低壓設(shè)備來說,這尤為重要。對于電機型號在400馬力以上的設(shè)備來說,已經(jīng)大到不能安裝在墻上了,只能安裝在可以固定在地板上的獨立結(jié)構(gòu)里。這些被稱為柜式安裝的設(shè)備需要一個單獨的空氣通道來冷卻散熱片。
用戶應(yīng)該了解不同安裝選項的內(nèi)在風險和好處,從而對設(shè)備的性能進行優(yōu)化。
二、適當?shù)脑O(shè)備安全性
在決定如何以及在哪里安裝設(shè)備時,電弧的安全問題是需要特別關(guān)注的。在MCC內(nèi)安裝設(shè)備最有說服力的理由是其安全性是與MCC整體設(shè)計保持一致的。在MCC內(nèi)安裝設(shè)備時,所有人員安全方面的問題都與整個MCC決策制定流程相關(guān)。如果想要MCC具有抗電弧性能,設(shè)備的機柜也必須能抗電弧。
除了電弧閃光的防護,還有一些其他與MCC安裝有關(guān)的人員安全問題:在一個UL-845的MCC單元里,設(shè)備必須在一個經(jīng)過測試的、位于列表內(nèi)的系列組合當中(應(yīng)該是由MCC制造商來執(zhí)行),其水平要滿足或高于MCC短路的額定值。
只要MCC整體規(guī)格要求滿足現(xiàn)場條件,這就會確保MCC內(nèi)部的每個單元都被證明可以連接到該系統(tǒng)。用戶訪問設(shè)備所需的人機界面(HMI),通常按照MCC的形式被移到設(shè)備單元柜門外側(cè),除非有其他特殊的規(guī)定。這意味著當操作員想要在其顯示屏上對設(shè)備進行讀取、調(diào)整、編程或故障診斷時,他們不需要打開設(shè)備單元柜門以及將其暴露在柜內(nèi)的安全危險面前。
如果在ICP內(nèi)部安裝設(shè)備,同樣需要考慮多個安全方面的問題。如果用戶在采購說明中沒有要求短路電流額定值(SCCR),一些ICP制造商會善意地提供具備5kA額定值的ICP。這意味著用戶不能將ICP連接到可能故障電流(AFC)在5kA以上的電力系統(tǒng)里。不過實際上5kA的AFC在工業(yè)應(yīng)用場合不太可能會達到,特別是在使用480V供電的時候。而且,弧閃安全以及上鎖掛牌的要求通常意味著ICP的主斷路器要斷開,在ICP內(nèi)部做任何操作或連接ICP之前要進行上鎖和掛牌操作。
要管理有多個、貫穿柜門的斷路器設(shè)備是極其困難的。在系統(tǒng)的一部分關(guān)閉,整個系統(tǒng)也必須要關(guān)閉的情況下,ICP會比MCC或單獨的設(shè)備更明智。同時,對于壁掛式以及柜式的設(shè)備來說,SCCR也是至關(guān)重要的。如果可能,盡量以組合單元的形式購買設(shè)備,因為主斷路器以及過電流保護裝置都會被整合到設(shè)備成套設(shè)備中。這解決了SCCR問題以及其他電氣安全問題。
另一個與大型設(shè)備相關(guān)的問題是它們通常很重。例如,維護技術(shù)人員經(jīng)常使用工具、起重機、甚至讓叉車上場,這會將設(shè)備和工人置于風險之中。一種推出底盤的設(shè)計使用了一種特殊的類似卡車裝配的設(shè)計,可以與位于設(shè)備機柜底部的內(nèi)部導(dǎo)軌相匹配,這樣可以為移動很重的設(shè)備部件提供簡單安全的方法。設(shè)備安裝的可達性、安全性、維護性以及適宜性會產(chǎn)生長期影響,而在設(shè)計和計劃階段不會立刻顯現(xiàn)出來。通過對不同安裝選項的內(nèi)在風險和好處的了解,用戶可以在變頻器的整個生命周期內(nèi)對其性能進行優(yōu)化,同時還可能減少停機時間和安全風險。