Hướng dẫn thiết kế thanh cái cho cụm tủ điện: Cấp dòng điện, số ngõ ra, kích thước và khả năng lắp vừa tủ

Thiết kế thanh cái cho cụm tủ điện dựa trên sơ đồ đơn tuyến và bảng kê phụ tải của tủ điện, không chỉ dựa vào ảnh sản phẩm. Hãy xác định cấp dòng điện, cấu hình W, cách phân bổ pha và cực, hình học đầu cực của thiết bị đầu ra, kết nối đầu vào, khả năng lắp vừa vỏ tủ và các nội dung kiểm tra cụm lắp ráp bắt buộc trước khi phê duyệt model.

Đối với dòng sản phẩm KASEEY, việc lựa chọn model ban đầu dựa trên hai tiêu chí: KP-125A hoặc KP-250A, và một trong chín cấu hình đã công bố từ 12W đến 60W. Như vậy có tổng cộng 18 mã tham chiếu ứng viên. Mã được chọn vẫn phải được phối hợp với các thiết bị đóng cắt, thiết bị đầu vào, dây dẫn, vỏ tủ, bố trí bảo vệ và bằng chứng kiểm tra của cụm lắp ráp hoàn chỉnh.

Các thành phần của thanh cái cho cụm tủ điện

Thanh cái cho cụm tủ điện là hệ thống phân phối được bố trí có tổ chức bên trong tủ phân phối hoặc tủ điện phân phối. Trong hình ảnh sản phẩm KASEEY được cung cấp, hệ thống quan sát được bao gồm:

• một thân phân phối dài có cách điện;

• các vị trí nhận diện pha/mạch được lặp lại và mã hóa bằng màu sắc;

• các lá nối đầu ra nhô ra ở cả hai bên;

• một khu vực kết nối đầu vào ở một đầu;

• phụ kiện lắp đặt và kết nối;

• một nắp che cách điện có thể tháo rời phía trên khu vực đầu vào.

Những đặc điểm này giúp sản phẩm khác với thanh cái dạng lược loại chân cắm hoặc loại càng lắp rời. Thanh cái dạng lược thường tạo cầu nối cho một hàng thiết bị mô-đun tương thích; trong khi cụm thanh cái cho tủ điện định hình một không gian phân phối lớn hơn bên trong tủ, gồm khu vực đầu vào, các vị trí đầu ra lặp lại, kết cấu đỡ, hệ thống nhận diện và các yêu cầu tích hợp với vỏ tủ. Sản phẩm cũng khác với thanh đồng trần gia công, vốn được thiết kế theo một phương án đỡ và kết nối riêng.

Để tham khảo thuật ngữ chung và các loại thanh cái, xem Thanh cái là gì? Phân loại, thông số định mức, cách lựa chọn và ứng dụng. Trang này tập trung vào việc xác định đầy đủ thông số giao diện của cụm thanh cái cho tủ điện.

Chuyển thiết kế tủ điện thành chín dữ liệu đầu vào bắt buộc

Quy trình thiết kế là một chuỗi chuyển đổi từ dữ liệu đầu vào thành thông số kỹ thuật. Không lựa chọn cấp dòng điện hoặc cấu hình W cho đến khi kiến trúc mạch đã đủ ổn định để hoàn thiện hồ sơ sau.

Phạm vi này chủ ý rộng hơn việc chỉ tra cứu model. IEC TR 61439-0 nêu rõ bên xác định thông số cần định nghĩa các đặc tính ứng dụng và giao diện để nhà sản xuất cụm lắp ráp có thể chế tạo đúng cụm thiết bị yêu cầu. Mã tham chiếu sản phẩm chỉ là một kết quả của quá trình trao đổi đó, không thể thay thế cho quá trình này.

Bắt đầu từ sơ đồ đơn tuyến và bảng kê phụ tải

Ánh xạ các mạch tới vị trí đầu ra thực tế

Liệt kê tất cả thiết bị bảo vệ đầu ra và ghi lại số cực của từng thiết bị. Yêu cầu “12 ngõ ra” sẽ không rõ ràng nếu dự án sử dụng kết hợp thiết bị một cực và nhiều cực, có vị trí dự phòng hoặc có thiết bị chiếm nhiều hơn một mô-đun. Hãy lập bản vẽ phân bổ thực tế thể hiện từng thiết bị, từng cực, phía đầu cực và vị trí dự phòng.

Hậu tố W là mã nhận diện cấu hình đã được KASEEY công bố. Sử dụng mã này để tra cứu kích thước thành phẩm của cụm thanh cái cho tủ điện, nhưng phải xác nhận cách phân bổ mạch và cực thực tế trên bản vẽ đã phê duyệt. Không được cho rằng số ngõ ra trùng khớp đồng nghĩa với mọi phương án bố trí thiết bị đóng cắt đề xuất đều lắp vừa.

Xác định thứ tự pha và phân bổ phụ tải

Sản phẩm được cung cấp sử dụng rõ ràng các nhãn màu B/Y/R lặp lại. Chỉ xem các nhãn này là phương tiện hỗ trợ nhận diện; thứ tự chính xác và ý nghĩa trong dự án phải được xác nhận trên bản vẽ được kiểm soát. Hồ sơ thiết kế phải thể hiện vị trí đầu ra được phân cho từng pha và cách các thiết bị nhiều cực trải qua nhiều vị trí.

Cân bằng phụ tải là một nhiệm vụ trong thiết kế cụm lắp ráp. Phải sử dụng bảng kê phụ tải của dự án, các giả định về nhu cầu, chế độ vận hành và phương pháp thiết kế áp dụng; không được kết luận phụ tải đã cân bằng chỉ vì chuỗi màu in được lặp lại đồng đều.

Chốt giao diện thiết bị đầu ra

Ghi lại chính xác dòng thiết bị đóng cắt hoặc thiết bị bảo vệ trước khi phê duyệt cụm thanh cái cho tủ điện. Chỉ riêng phương thức lắp trên thanh ray DIN không chứng minh được khả năng tương thích đầu cực. Cần kiểm tra:

• chiều rộng thiết bị và khoảng cách tâm giữa các cực;

• vị trí đầu cực nguồn/tải;

• kích thước lỗ đầu cực và phương thức kẹp;

• chiều rộng, độ dày, độ sâu cắm và hướng của lá nối theo yêu cầu;

• vị trí thân thiết bị và cần gạt so với nắp che hoặc mặt che phía trước;

• các tổ hợp thiết bị một cực và nhiều cực được phép sử dụng;

• mọi yêu cầu về phụ kiện hoặc bộ chuyển đổi được nhà sản xuất phê duyệt.

Chỉ cắm được lá kim loại vào đầu cực là chưa đủ. Ở vị trí lắp đặt cuối cùng, đầu cực tiếp nhận phải kẹp giữ đúng diện tích tiếp xúc dự kiến.

Lựa chọn cấp dòng điện và cấu hình W của KASEEY

Bài trang sản phẩm thanh cái cho cụm tủ điện KASEEY công bố hai cấp dòng điện. KP-125A sử dụng kích thước phần kết nối 2 × 5 mm và kích thước bao 2 × 20 mm; KP-250A sử dụng 3 × 5 mm và 3 × 20 mm tương ứng. Mỗi cấp có chín cấu hình W.

Các kích thước dưới đây là kích thước thành phẩm đã công bố của thanh cái, theo thứ tự chiều dài × chiều rộng × chiều cao. Đây là các giá trị dùng để tra cứu sản phẩm, không phải khoảng hở lắp đặt cần chừa trong vỏ tủ.

Chỉ sử dụng tên phân hạng như một họ sản phẩm ứng viên—không coi đó là bằng chứng rằng toàn bộ tủ điện có cùng dòng điện định mức khả dụng trong mọi điều kiện. Thiết kế cuối cùng vẫn phụ thuộc vào toàn bộ cụm lắp ráp, thông số định mức của thiết bị, cách bố trí dây dẫn, điều kiện môi trường, việc xác minh độ tăng nhiệt, đặc tính ngắn mạch và các quy tắc thiết kế áp dụng.

Phối hợp thiết kế kết nối đầu vào

Đầu vào tích hợp dây dẫn nguồn hoặc thiết bị đầu vào, khối kết nối, các chi tiết kết nối bằng kim loại, đế lắp đặt và nắp cách điện. Hãy ghi nhận các thông tin sau trước khi phê duyệt mẫu:

Không sao chép giá trị mô-men siết hoặc dải dây dẫn từ một họ cụm tủ điện khác. Nếu giá trị KASEEY bắt buộc không có trong tài liệu công khai, hãy yêu cầu bản vẽ được kiểm soát hiện hành hoặc văn bản xác nhận kỹ thuật.

Xác minh độ tương thích với vỏ tủ và khả năng bảo vệ của toàn bộ cụm lắp ráp

Chiều dài, chiều rộng và chiều cao sản phẩm được công bố không bao gồm mọi khoảng không cần thiết để lắp đặt. Hãy lập bản vẽ chồng lớp vỏ tủ hoặc mô hình vật lý bao gồm cụm tủ điện, thiết bị đầu ra, bộ phận đầu vào, dây dẫn, nắp trước, cửa tủ, tấm đệm cáp, thanh cái trung tính/tiếp địa nếu áp dụng và thiết bị liền kề.

Kiểm tra bốn khu vực:

1. Khu vực lắp đặt: lỗ đế, bề mặt đỡ, khả năng tiếp cận chi tiết siết, độ cứng vững và độ thẳng hàng.

2. Khu vực kết nối: độ ăn khớp của đầu cực đầu ra, thanh nối đầu vào, hướng tiếp cận của cáp và không gian uốn dây dẫn.

3. Khu vực bảo vệ: tấm che cách điện, các lỗ mở trên nắp trước, vách ngăn và khả năng tiếp cận các bộ phận mang điện trong trạng thái vận hành/bảo trì dự kiến.

4. Khu vực bảo dưỡng: khả năng quan sát ký hiệu nhận dạng, tiếp cận để kiểm tra, đường tháo lắp thay thế thiết bị và khả năng lắp lại các nắp đúng cách.

Các phụ kiện bảo vệ phải được lựa chọn như một phần của cùng một kiến trúc hệ thống. Hướng dẫn riêng về Nắp bảo vệ và cầu nối dây trong cụm tủ điện giải thích vai trò của chúng nhưng không coi chúng là bằng chứng mặc nhiên về cấp bảo vệ của vỏ tủ hoặc cụm lắp ráp.

Các hệ thống của nhà sản xuất cho thấy vì sao việc tích hợp phải được thực hiện riêng theo từng họ sản phẩm. Eaton mô tả các cụm tủ điện dành cho cụm lắp ráp chế tạo tại nhà máy và phần bên trong tủ điện phân phối, trong khi Hager và ABB công bố các hệ thống tủ riêng với phương án lắp đặt, thiết bị đầu vào, số ngõ ra và tấm che tương ứng. Những ví dụ này hỗ trợ phương pháp tích hợp; thông số định mức và khả năng tương thích của chúng không áp dụng cho sản phẩm KASEEY.

Tách biệt việc lựa chọn sản phẩm với xác minh cụm lắp ráp

IEC 61439-1 quy định các yêu cầu chung đối với cụm thiết bị đóng cắt và điều khiển hạ áp khi được viện dẫn bởi tiêu chuẩn cụm lắp ráp liên quan. IEC 61439-2 quy định các yêu cầu cụ thể đối với cụm thiết bị đóng cắt và điều khiển công suất thuộc phạm vi áp dụng. Phần tiêu chuẩn áp dụng phụ thuộc vào cụm lắp ráp hoàn thiện, thị trường đích và mục đích sử dụng.

Đối với thiết kế cụm tủ điện, cần thiết lập kế hoạch xác minh trước khi phê duyệt mua hàng. Tùy theo khuôn khổ áp dụng và thiết kế được công bố, có thể cần bằng chứng về:

• khả năng mang dòng và độ tăng nhiệt;

• khả năng chịu ngắn mạch hoặc đặc tính ngắn mạch có điều kiện;

• các yêu cầu về điện môi và phối hợp cách điện;

• khoảng cách không khí, chiều dài đường rò và khả năng bảo vệ chống điện giật;

• hoạt động cơ khí và tích hợp thiết bị;

• khả năng bảo vệ của vỏ tủ và điều kiện môi trường;

• nhãn ghi, bản vẽ, xác minh thường xuyên và hồ sơ sản xuất.

Bài viết này không khẳng định rằng mọi mã tham chiếu KP đều có một chứng nhận hoặc kết quả thử nghiệm cụ thể. Phải đối chiếu từng chứng nhận, báo cáo hoặc tuyên bố với đúng model, kết cấu cụm lắp ráp, thị trường đích và phiên bản tài liệu.

Phát hành RFQ và mẫu được kiểm soát

Sử dụng một hồ sơ xuyên suốt từ lần yêu cầu thông tin đầu tiên đến các đơn hàng lặp lại.

Phê duyệt một mẫu đại diện có lắp các thiết bị đầu ra, phương án đầu vào và các bộ phận vỏ tủ thực tế. Ghi lại độ ăn khớp của vấu nối, độ thẳng hàng của thiết bị, ký hiệu nhận dạng pha, độ vừa khít của nắp, không gian cáp và mức độ phù hợp với bản vẽ. Mọi thử nghiệm điện hoặc cơ khí phải tuân theo quy trình được kiểm soát áp dụng.

Sau khi phê duyệt, phải lưu giữ chính xác model, bản vẽ, phiên bản bằng chứng, ảnh mẫu, danh sách thiết bị được phê duyệt, hồ sơ kiểm tra và mô tả trên đơn đặt hàng. Điều này ngăn việc chấp nhận một đơn hàng sau đó chỉ vì sản phẩm có cùng hậu tố W hoặc hình thức tương tự.

Gửi hồ sơ phê duyệt thiết kế đã hoàn tất đến sales@kaseey.com khi đánh giá dòng thanh cái cho cụm tủ điện KASEEY hoặc một yêu cầu riêng cho tủ điện.

Tài liệu tham khảo kỹ thuật

• IEC TR 61439-0:2022 — Hướng dẫn quy định kỹ thuật cho cụm lắp ráp

• IEC 61439-1:2020 — Quy tắc chung

• IEC 61439-2:2020 — Cụm thiết bị đóng cắt và điều khiển công suất

• Cụm tủ điện MCB Eaton Memshield 3

• Hệ thống tủ điện phân phối TP&N của Hager

• Hệ thống tủ điện phân phối ABB Protecta Power