Проводка в батарейном шкафу: Проходные клеммные блоки и кабельные вводы

При проектировании батарейного шкафа или коробки распределения питания к вводу проводов часто относятся как к чему-то второстепенному. Для маломощных систем стандартный кабельный ввод (часто всего за несколько долларов) и несколько внутренних шин прекрасно решают эту проблему.

Но все меняется, когда речь идет о высоком токе, например, 150 А.

При токе 150 А Вы имеете дело с медными кабелями 2 AWG или 1/0 AWG (примерно 35 мм² — 50 мм²). Эти кабели толстые, тяжелые и плохо поддаются изгибу. Неожиданно дешевый подход к кабельным вводам начинает создавать скрытые расходы на сборочной линии и неожиданные риски в полевых условиях. Давайте рассмотрим физические реалии выбора между проходным клеммным блоком и кабельным вводом в сильноточных системах, и посмотрим, какой из них действительно снизит Вашу общую стоимость владения.

Установка внутри коробки против установки вне коробки

Основная привлекательность кабельного ввода заключается в его простоте: проделайте одно отверстие в панели, пропустите через него кабель и затяните. На чертеже CAD это имеет смысл. Но на производстве это совсем другая история.

Как только жесткий кабель сечением 50 мм² оказывается внутри шкафа, специалист должен согнуть его, выровнять и прикрутить к внутренней шине. Работа с толстым проводом внутри тесного шкафа доставляет массу неудобств и может занять довольно много времени. Более того, ограниченное пространство для рук означает, что к болту сложнее приложить правильный момент затяжки. Это напрямую ведет к нестабильному качеству соединения.

Проходной клеммный блок перекладывает эту работу. Да, он требует наличия трех отверстий на панели (одно основное, два для крепления). Однако он позволяет осуществлять модульный процесс сборки. Внутренняя проводка может быть удобно закреплена болтами на производственной линии до того, как корпус будет полностью собран. Когда оборудование прибывает на место, работник на месте просто подсоединяет внешний кабель к внешней стороне клеммного блока с помощью стандартного торцевого ключа. Это превращает 15-минутную внутреннюю борьбу в 2-минутное внешнее соединение.

Посмотрите на типичную внутреннюю планировку на фотографиях выше. Хотя показанные здесь провода предназначены для распределения меньших токов, представьте себе попытку проложить жесткий, толщиной с большой палец, кабель 50 мм² (1/0 AWG) для системы 150 А в таком тесном пространстве.

Специалистам на местах пришлось бы с силой сгибать тяжелый кабель, выравнивать массивную кольцевую клемму относительно шины и пытаться приложить максимальный крутящий момент, практически не имея места для гаечного ключа. Именно из-за недостатка рабочего пространства внутренние клеммы часто выходят из строя. Проходной клеммный блок решает эту проблему, перемещая тяжелое соединение на чистую, открытую внешнюю сторону панели.

Проходные клеммные блоки в сравнении с кабельными вводами: Сопротивление контактов

Общим аргументом в пользу кабельных вводов является то, что они позволяют проложить один неразрезанный кабель непосредственно к внутренней шине, что теоретически означает меньшее сопротивление. Противники клеммных колодок утверждают, что разрезание кабеля и добавление точки подключения создает узкое место для тепла.

Это полуправда. Нагрев в месте соединения вызван не наличием клеммы; он вызван плохой площадью контакта и недостаточной силой зажима.

Поскольку пространство ограничено при заделке кабеля, проложенного внутри коробки, технические специалисты часто не могут добиться идеально ровной поверхности с высоким крутящим моментом. Высококачественный проходной клеммный блок на 150 А решает эту проблему с помощью инженерных решений. В нем используется толстый медный проводник, обеспечивающий максимальный ток. Кроме того, внешняя резьба M8 позволяет специалистам легко прикладывать полный, стандартизированный крутящий момент, обеспечивая надежное соединение с кольцевой клеммой.

Даже при длительной нагрузке хорошо затянутая клеммная колодка поддерживает стабильную температуру. Чтобы выдерживать нормальное рабочее тепло, в корпусах клемм промышленного класса используются огнестойкие пластмассы класса UL94-V0, рассчитанные на безопасную работу в диапазоне от -40°C до +125°C. Они не размягчаются и не разрушаются со временем, в отличие от некоторых базовых резиновых прокладок, подвергающихся термическому воздействию.

Допуск к вибрациям: Фланцевое крепление против компрессионного уплотнения

Вибрация — враг любого электрического соединения, особенно в системах хранения энергии или рекреационных транспортных средствах.

Кабельные сальники основаны на деформации резины. Когда Вы затягиваете сальник, резиновое уплотнение сжимается вокруг оболочки кабеля. Хотя это обеспечивает отличное статическое уплотнение IP67, оно не справляется с динамическими нагрузками. Если толстый кабель 150 А постоянно тянут или трясут, напряжение передается непосредственно на резиновое уплотнение, что в конечном итоге приводит к усталости, ослаблению и проникновению влаги.

Фланцевая клеммная колодка с 2 отверстиями использует механическую изоляцию. Корпус клеммы крепится болтами непосредственно к металлической панели. Любое внешнее растяжение или вибрация от тяжелого кабеля полностью поглощаются фланцем и самой панелью. Внутреннее уплотнительное кольцо, обеспечивающее водонепроницаемость по стандарту IP67, полностью защищено от этих механических нагрузок. Оно остается герметичным, потому что никогда не принимает на себя нагрузку.

Безопасное обслуживание и замена модулей

(Примечание: Высоковольтные системы всегда должны быть обесточены перед любым обслуживанием или отключением).

Когда требуется замена модуля инвертора или блока батарей, время простоя и безопасность являются главными приоритетами.

При установке кабельного ввода отключение основного питания означает открытие шкафа основного оборудования. Это подвергает обслуживающий персонал опасности попасть на внутренние высоковольтные шины и чувствительные компоненты.

Клеммные блоки сохраняют опасность в закрытом состоянии. Техники могут отсоединять основные кабели снаружи, не открывая коробку. Высококачественные клеммы также имеют защиту от прикосновения (IP2X), предотвращающую случайный контакт пальцев с токопроводящей жилой даже при снятых кабелях. Кроме того, красная и черная цветовая маркировка (дизайн Poka-yoke) гарантирует, что когда придет время переподключения, риск обратной полярности будет практически исключен.

Как выбрать?

Простой кабельный ввод может сэкономить несколько центов в Вашей спецификации материалов (BOM). Однако в сильноточных системах эта экономия быстро сведется на нет из-за сложности заводской сборки, непостоянного момента затяжки и повышенного риска обслуживания. Для сильноточных, динамичных сред инвестиции в стандартизированный проходной клеммный блок — это продуманный выбор для обеспечения долгосрочной надежности.

Сопутствующие товары

ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ: Сорсинг и соответствие нормативным требованиям