Сградни разпределителни табла – новости и тенденции

Съвременното развитие в изграждането на интелигентни сградни инсталации е насочено към удовлетворяване на растящото търсене на адаптивни продукти, които интегрират възможност за комуникиране на данни. Новите стандарти налагат все по-високи и комплексни изисквания към намаляване на екологичния отпечатък, безопасността, ресурсната и енергийна ефективност при проектирането и асемблирането на разпределителни табла. Същевременно проектните цикли и нуждата от непрекъснатост на бизнес процесите притискат производителите с ускоряващия си темп. Тенденциите вървят към внедряване на архитектури и платформи, които поддържат IoT, цифровизират и опростяват електроразпределителните системи на ниско и средно напрежение. Интелигентните системи за разпределение се фокусират върху обслужване на процеси с добавена стойност и гарантиране на съответствие с растящите изисквания.

Изисквания на съвременните стандарти

Новият стандарт IEC 61439 надгражда IEC 60439 и се прилага за всички комплектни комутационни устройства за ниско напрежение, като добавя редица изисквания и разяснява някои съществуващи такива. Той описва как следва да се извършва проверката на конструкцията, рутинните изпитвания на материалите и изработката и отговорностите на производителя. Актуализираните изисквания обхващат конструктивни и функционални характеристики и включват проверка на допустими прегрявания, електрическа якост, устойчивостта на материала, изграждащ електрическите табла – устойчивост на UV лъчение, устойчивост на корозия и механично въздействие, изпитване за импулсно напрежение. Стандартът задава нормите при изпитвания на защитите срещу късо съединение и непрекъснатост на защитните вериги, ефективност на защитата на таблото срещу външни фактори и т.н.

Стандартът ISO 50003, засягащ системите за управление на енергия, се фокусира върху подобряване на енергийната ефективност, понижаване на разходите за пренос на енергията, намаляване на парниковите газове и намаляване на екологичния отпечатък при оперативното управление на електроенергията.

Решения за проектиране и планиране

За да се оразмери правилно електрическата инсталация и проектира разпределителното табло, е важно да се предвидят всички консуматори и тяхното потребление. От значение е функционалното предназначение на сградата. В разпределителното табло задължително се монтират главният прекъсвач, предпазители и прекъсвачи на отделните токови кръгове, както и диференциалнотокова защита. Водещите в бранша производители се фокусират върху усъвършенстване на защитите срещу повреди и пригодността на таблото за безпроблемна интеграция със системи за енергийно управление и контрол, адаптивна конструкция, отговаряща на приложимите стандарти, ефективно използване на ресурсите и възможности за по-голяма прозрачност при оценка на статуса на системата и потоците на мощност.

Развитието в посока оптимизация на дизайна позволява голяма гъвкавост на приложение. Разработените софтуерни решения за проектиране на разпределителни табла и мрежи предлагат широк набор от възможности за прецизиране на продукта спрямо конкретните спецификации. Специализираните решения изчисляват параметрите и извършват оразмеряване на разпределителните табла и мрежи въз основа на предефинираните технически данни, съгласно утвърдените технологични норми и приложимите стандарти. Автоматично се избират подходящите компоненти, изчислява се токът на късо съединение, натоварването, падът на напрежение и др., позволявайки висока надеждност на разпределителната система, добро планиране и оптимизирани разходи.

Интуитивният и лесен за използване интерфейс на тези специализирани софтуери също така дава възможност за поддържане на техническа документация, като схеми и спецификации. Изборът и позиционирането на съвместимите компоненти и принадлежностите са автоматизирани, а времето, необходимо за изчисляване на пространството и нужния бюджет, е сведено до минимум. Обикновено се предлага възможност за поддържане на библиотека от сходни проекти и импортирането на външни. Предлагат се тясно специализирани софтуерни продукти, като например за определяне на изискванията за климатизация, които изчисляват и проектират оптималния вариант за контрол на вентилацията и конденза на влага в таблото. Оценката се извършва въз основа на изискванията на IEC/TR3 60890 890 AMD 1 и DIN 3168 относно охлаждането. Могат също така да бъдат прогнозирани стойности на прегряване съгласно IEC 61439. Електрически табла ниско напрежение (НН) следва да се проектират и асемблират според актуалните изисквания, залегнали в БДС EN 61439-1-2011, а новите допълнения в стандартите наблягат върху използването на оригинално оборудване.

Гъвкавост, ефективност и безопасност на конструкцията

Самостоятелните модулни табла все по-често са предпочитана алтернатива на традиционните разпределителни шкафове поради редица предимства. Рамката на модулните табла се състои от метални опори с поредица отвори, разположени според стандартизирани размери така, че към таблото да могат да се добавят допълнителни елементи без пробиване или заваряване. Конструкцията дава възможност няколко рамки да бъдат съединени в разнообразие от конфигурации – една до друга, с гръб една към друга, гръб към страна, една над друга и т.н. Тази гъвкавост улеснява ползването и адаптирането на таблото за дадено приложение, докато традиционните кутии, състоящи се от формовани метални листове със заваръчни шевове, могат да се използват с единично предназначение. Модификацията на такива табла е трудна и рядко оправдава разходите. Друго предимство на модулния дизайн е възможността за лесно сваляне на вратата, страничните плоскости и други части за по-голяма достъпност и прецизна работа. Вътрешната страна на вратата може да бъде усилена, за да поддържа голямо разнообразие от шини или панели, което създава отделна монтажна повърхност.

Стремежът за по-висока ресурсна ефективност стимулира нови екологични решения за оптимизация и интелигентна инфраструктура. Конструкцията на някои нови модели електроразпределителни табла се отличава с една главна тоководеща шина, разположена в средата на таблото, а не в горната или долната му част, както бе наложено в практиката доскоро. Това разположение позволява директно свързване на устройствата към нея и елиминира нуждата от допълнителни свързващи шини, а по-голямата повърхностна площ позволява по-добро разсейване на генерираната топлина. Методът редуцира разходите за материали, като спестява до 30% от влаганата досега мед. Опростеният дизайн придава повече гъвкавост при конфигурацията и монтажа на разпределителното оборудване. Функционалното оползотворяване на пространството на свой ред позволява добавяне на интелигентна апаратура за събиране на данни, мониторинг и управление на електроразпределението, както и за свързване на IoT системи за сградно управление.

Друго нововъведение, целящо оптимизация на ресурсите и намаляване на възможността за грешки, е "plug-on" системата за свързване на диференциалнотокова защита с интегрирана защита срещу свръхток (RCBO). Това е метод за бърз и лесен монтаж, който според производителя съкращава времето за работа по окабеляване на таблото с 50% и позволява гъвкавост и съвместяване на технологии за свързаност и за следене на състоянието на приборите и потреблението в реално време. В практиката RCBO устройствата обикновено се свързват към клемите на напреженовия проводник и нулевия проводник на веригата, която трябва да се защити. Новата технология дава възможност прибора да се свърже директно към таблото, което не изисква рязане, оразмеряване и подвързване на проводници. Освен че спестява време, този метод намалява риска от погрешно свързване. Ако е необходимо да се направят промени в инсталацията впоследствие, дизайнът предвижда лесно сваляне и подмяна. Свързването чрез "plug-on" технологията гарантира безопасното и надеждно присъединяване към проводниците.

Материали и ключови изисквания към тях

Разпределителното табло е ключов компонент от електрическата инсталация и неговите експлоатационни характеристики трябва да отговарят на редица изисквания за безопасност. При изпитване на индекс на възпламенимост с нажежена жица трябва да се постига изискваната устойчивост съгласно IEC 60695, за да се гарантира, че при възникване на пламък извън кутията, той няма да проникне и засегне оборудването вътре в кутията, а също така при възпламеняване вътре в нея тя ще ограничи разпространението навън. Материалът трябва да е в състояние да издържи на ток с напрежение 2 kV в продължение на една минута, без да се повреди, така че да е устойчив на пренапрежение. Също така трябва да отговаря на изисквания за краткотрайна и постоянна термоустойчивост, степен на защита срещу механично въздействие, предпазваща таблото от нарушения и повреди.

В производството на разпределителни табла най-често предпочитани са три типа материал с утвърдени механични характеристики – термореактивни пластмаси (термосет), какъвто е стъклоусиленият термореактивен листов формовъчен компаунд (SMC), термопластични материали като поликарбонат (PC) и акрилонитрил-стирен-акрилат (ASA) и стомана с епоксидно покритие, формована чрез дълбоко изтегляне.

Термосет (SMC) обединява група термореактивни композитни полимерни съединения, които се подлагат на необратими химични реакции, вследствие на които се образува нетопящ се втвърден материал, издръжлив на статично и динамично напрежение. При процеса на втвърдяване реактопластът може да се подложи на нагряване, високо налягане, ултравиолетово облъчване или катализатор. Съставът му обикновено включва смоли, стъклени влакна, усилващи конструкцията, и втвърдители, които увеличават устойчивостта на полимера. Полученият материал се характеризира с висока краткотрайна и постоянна термоустойчивост и степен на защита. Той е неелектропроводим, но недостатъците му са, че се изисква последваща обработка след формоване и рециклирането му е изключително трудно. Поликарбонатът (PC) и акрилонитрил-стирен-акрилатът (ASA) обединяват група термопластични полимери, които омекват, когато са подложени на топлинно влияние и възвръщат първоначалното си състояние, когато се охладят до стайна температура. Използваният за направата на разпределителни табла поликарбонат включва забавящи гореното примеси и покритие, устойчиво на ултравиолетови лъчи. Материалът е пластичен, притежава добра механична и термична устойчивост и може да бъде лесно рециклиран. Стоманените шкафове се изработват от механично формовани чрез изтегляне метални листове третирани с епоксидно покритие, което ги прави непроводими. Характеризират се с голяма здравина и подлежат на 100% рециклиране.

По-високите производствени разходи за изработката на SMC и невъзможността му за рециклиране правят материала по-неблагоприятен за употреба в сравнение с PC и стоманата. Добрите им механични свойства и ниските разходи за производство правят групата на поликарбонатите предпочитан избор за изработка на разпределителни табла.