Лето, пора отпусков и всем хочется в этот период хорошей погоды. Как вариант, можно отдохнуть где-нибудь возле теплого моря. Но сегодня речь пойдет о том, чему выбирать условия не приходится - об электротехническом оборудовании и его защите от климатических факторов - оболочке. Существует несколько норм, определяющих требования устойчивости оборудования к внешним факторам, например, ГОСТ 15150-69 (Климатическое исполнение), МЭК 721-3 (целая группа нормативных документов). Отдельно от него существуют ГОСТ 14254-96, он же МЭК 529-89 (Степени защиты, обеспечиваемые оболочками), NEMA 250 (Electrical Electronic Enclosure). NEMA 250 распространен в зоне действия стандарта UL (в первую очередь США и Канада). Информация о степени защиты оболочки важна для понимания условий, в которых допускается размещение искомого оборудования. Так ПЧ, который должен находится на улице в средней полосе России, требует NEMA3 (и выше - NEMA3R) или IP43 (и выше - IP65).
По моему скромному мнению, преимуществом NEMA 250 является учет более естественных для человека факторов (так в стандарте упоминается защита от льда, агрессивной среды). Например, уличное применение в таких городах как Новосибирск, Череповец и многих других, где имеет место быть высокая коррозионная активность среды, требует повышенной коррозионной стойкости, что соответствует NEMA 3X, а вот в МЭК 529-89 такое специальное указание отсутствует.
Важным обстоятельством также является наличие и стоимость решений на рынке. Стоимость и сроки поставки преобразователя частоты в исполнении IP54 и исполнении IP20 могут серьезно отличаться. Использование же ПЧ совместно с автоматическим выключателем на входе, выходным фильтром dU/dt (служит для возможности использования более длинной кабельной линии), ставит однозначное требование размещения оборудования в шкафу (совместно с ПЧ или в отдельном шкафу). Конечно же, корпорация Триол имеет готовое комплексное решение в виде преобразователей частоты серии SD, но пока речь о подводных камнях. Как правило, остро вопрос степени защиты оболочки возникает при эксплуатации в условиях воздействия следующих факторов:
• Температура окружающей среды, выходящая за диапазон допустимого для применяемого оборудования;
• Резкие перепады температур в условиях высокой влажности, что может привести к образованию конденсата;
• Высокое содержание пыли и/или волокон в воздухе;
• Возможность прямого воздействия влаги (осадки, возможность наличия брызг в помещении).
Допустим, стоит задача установки комплекса оборудования в помещении теплового пункта. Имеем: повышенную влажность, возможность воздействия брызг воды, температуру в помещении близкую к максимальной границе. В каталоге находим красивый пластиковый шкафчик с надписью IP54, с указанием температур эксплуатации +200С..+450С, в который просто просится брендовый частотник. И теперь самое время хорошо подумать о:
• Предельной температуре внутри шкафа (на выбросе из ПЧ температура может быть 65 градусов и выше, что может привести к деформации пластика);
• Максимально возможном габарите шкафа по условиям размещения;
• Системе охлаждения внутреннего объема шкафа для обеспечения требуемой температуры (приточно-вытяжная, кондиционер, элементы пельтье).
Вкратце приходим к следующим вариантам:
- Без воздухообмена с окружающей средой: 1.1 ПЧ висит в наглухо закрытом шкафу, ему там тепло и сухо.
1.2 ПЧ в шкафу охлаждается за счет принудительной конвекция внутри шкафа, снаружи охлаждение за счет естественной конвекции;
1.3 В шкафу и снаружи охлаждение за счет принудительной конвекции (станции управления AK06 NEMA4/NEMA4X);
1.4 Шкаф оснащается кондиционером (резкое снижение КПД системы в целом, при температуре окружающей среды свыше 50 градусов целесообразность данного решения теряется, можно применять элементы Пельтье);
- С воздухообменом с окружающей средой:
2.1 Шкаф с ПЧ подключается к централизованной системе вентиляции (нужна система вентиляции и подготовки воздуха);
2.2 Шкаф оснащается приточным вентилятором и вытяжной решеткой (ТРИОЛ АТ24 ШСАУВ, RT)
Отдельным вопросом является оперативный доступ к автоматическим выключателям, что-либо требует дополнительных приводов (ТРИОЛ АТ24 SD, АК06 NEMA), либо необходимости доступа к внутреннему объёму (ТРИОЛ АТ24 ШСАУВ). Актуален вопрос и экономики. К примеру, на рынке существует предложение от мирового производителя модульных шкафных систем, предоставляющее возможность собрать практически любое решение из вышеперечисленных. Правда, решение на базе комплектующих этой фирмы может обойтись много дороже чем сам ПЧ - и это здорово стимулирует Кулибиных в поиске более бюджетных альтернатив. Но открою секрет Полишинеля - отдельные боксы сторонних производителей не сдали тест на заявленную степень защиты оболочки - тестирование на наших стендах прошло с отрицательным результатом и именно это является причиной изготовления собственных шкафов (мы просто хорошо их делаем). В случае установки вентиляционных решеток с гордой надписью IP54, мы столкнулись со следующими трудностями:
• Протечки во внутреннюю часть корпуса при работе системы вентиляции;
• Быстро и качественно забиваются волокнами и пылью (актуально только для частных случаев, но кто знает, возможно, это ваш случай);
• Необходимость отдельного расчета тепловых потоков и установки перегородок внутри корпуса для распределения воздушных потоков.
Таким образом, даже сравнительно мягкие условия котельной требуют установки или специально сконструированного "брызгозащищенного" преобразователя частоты (типа АТ24 линий UH или RT), либо самостоятельной разработки как шкафа, так и методики его испытания. Решение этого вопроса является вполне серьезной инженерной задачей требующей времени и опыта. Отдельный интерес представляет эксплуатация оборудования в условиях, когда требуется изолировать объём с оборудованием от окружающей среды (NEMA 4). Это актуально для базирования в условиях морского климата, или воздействия коррозионноактивной среды. Существуют различные решения, например, применение шкафа с двойными стенками и системой вентиляции внутри шкафа и между стенками. Корпорация Триол приняло для себя политику использования более выигрышного решения с точки зрения габаритов - шкаф с воздушно-воздушным теплообменником (АК06 NEMA 4, NEMA 4X). Вкупе с применением в данных конструкциях заборных решеток, задерживающих песок и влагу, такая конструкция позволяет снизить объем обслуживания и увеличить сроки между остановками для проведения сервисных работ. Живучесть корпусных элементов обеспечивает применение нержавеющих сталей, что дало прекрасные результаты при работе изделий на судах, морских платформах и на химических предприятиях с повышенным содержанием коррозионноактивных газов в атмосфере.
Если после прочтения статьи у Вас остались вопросы или желание узнать еще больше по теме – пишите мне и я с радостью на них отвечу!