A khối phân phối nguồn chấp nhận một hoặc nhiều dây dẫn đầu vào và phân chia nguồn điện thành nhiều mạch đầu ra. Nó tạo ra một giải pháp thay thế nhỏ gọn, ngăn nắp cho việc chồng nhiều đầu cáp trên một aptomat hoặc thanh cái. Việc lựa chọn chính xác phụ thuộc vào dòng điện, điện áp, vật liệu và kích thước dây dẫn, định mức ngắn mạch, lớp cách điện, bảo vệ nhánh và điều kiện vỏ bọc. Hướng dẫn này đề cập đến các khối phân phối điện công nghiệp, thiết kế có cầu chì, khối đầu nối và các ứng dụng 12 V.
Khối phân phối điện là gì?
Thân dẫn điện thường bằng đồng, đồng mạ thiếc, đồng thau hoặc nhôm và được bao bọc hoặc phủ vật liệu cách điện. Một đầu cực đầu vào lớn kết nối với nhiều đầu cực đầu ra nhỏ hơn. Khối này không tự động cung cấp tính năng chuyển mạch hoặc bảo vệ quá dòng; khối không có cầu chì chủ yếu là một linh kiện kết nối và chia sẻ dòng điện.
Các ứng dụng tiêu biểu bao gồm bảng điều khiển, máy móc, tủ phân phối, hệ thống ắc quy, thiết bị năng lượng mặt trời và hệ thống điện trên xe. Khối này phải được lắp đặt bên trong một vỏ bọc phù hợp trừ khi cấu trúc riêng của nó đã được phê duyệt cho môi trường đó.
Khối phân phối điện so với Thanh cái so với Khối đầu nối
Khối phân phối tập trung các kết nối một-nhiều trong một thiết bị cách điện nhỏ gọn. Thanh cái là một thanh dẫn điện chung lớn hơn được thiết kế để thu thập hoặc phân phối dòng điện lớn hơn qua nhiều mạch cấp nguồn. Khối đầu nối chủ yếu cung cấp các kết nối điểm-điểm có tổ chức và có thể sử dụng các thanh nối để tạo ra một điện thế chung.
Có sự chồng chéo, vì vậy việc lựa chọn nên dựa trên các định mức đã được chứng nhận và mục đích sử dụng của nhà sản xuất hơn là tên sản phẩm. Trong một tủ điện hoàn chỉnh, thanh cái chính có thể cấp nguồn cho các aptomat vỏ đúc, trong khi các khối phân phối nhỏ hơn và cầu đấu ray DIN phục vụ cho các mạch nhánh hoặc mạch điều khiển.
Bảng so sánh và lựa chọn nhanh
Sử dụng bảng này như một phần tóm tắt nhanh về các quyết định kỹ thuật và mua sắm chính được giải thích trong bài viết.
| Khu vực quyết định | Ý nghĩa thực tiễn | Cần xác minh những gì |
|---|---|---|
| Khối phân phối điện là gì? | Phần thân dẫn điện thường là đồng, đồng mạ thiếc, đồng thau hoặc nhôm và được bọc hoặc phủ vật liệu cách điện. | Một đầu cuối lớn đi vào kết nối với một số đầu cuối đi ra nhỏ hơn. |
| Khối phân phối điện so với Thanh cái so với Khối đầu nối | Khối phân phối tập trung các kết nối một-nhiều trong một thiết bị cách điện nhỏ gọn. | Thanh cái là một dẫn điện chung lớn hơn được thiết kế để thu gom hoặc phân phối dòng điện lớn hơn qua nhiều mạch nhánh. |
| Các loại khối phân phối điện | Các khối hở cung cấp khả năng tiếp cận dễ dàng nhưng đòi hỏi phải có rào chắn hoặc vỏ bọc để ngăn ngừa tiếp xúc ngẫu nhiên. | Các khối được che phủ bổ sung thêm một tấm chắn cách nhiệt có thể tháo rời. |
| Khả năng tương thích của dây dẫn và đầu cực | Đừng bao giờ giả định rằng một đầu cực tương thích với cả đồng và nhôm. | Kim loại không tương đồng, màng oxit và sự giãn nở nhiệt có thể gây ra hiện tượng quá nhiệt. |
| Tích hợp Bảo vệ và Tủ điện | Một khối không có cầu chì nằm hạ nguồn của aptomat chính chỉ được bảo vệ trong giới hạn của aptomat đó và các dây dẫn. | Nếu các dây dẫn đi ra có khả năng mang dòng điện thấp hơn, thiết bị bảo vệ nhánh có thể là bắt buộc tại điểm rẽ nhánh. |
Các loại khối phân phối điện
Các khối hở và có mái che
Các khối mở cho phép tiếp cận dễ dàng nhưng đòi hỏi phải có rào chắn hoặc vỏ bọc để ngăn ngừa tiếp xúc vô tình. Các khối có nắp bổ sung một lớp chắn cách điện có thể tháo rời. Nắp trong suốt giúp dễ dàng kiểm tra nhưng vẫn phải đáp ứng các tiêu chuẩn về chống cháy và an toàn khi chạm vào theo quy định.
Khối phân phối an toàn ngón tay
Thiết kế an toàn ngón tay làm thụt lở các bộ phận dẫn điện và hạn chế khả năng tiếp cận bằng một ngón tay thử nghiệm tiêu chuẩn. Chúng làm giảm khả năng tiếp xúc ngẫu nhiên trong quá trình tiếp cận tủ điện bình thường, nhưng chúng không làm cho công việc có điện trở nên an toàn.
Khối phân phối điện có cầu chì
Khối cầu chì đặt một cầu chì ở mỗi nhánh hoặc tại các ngõ ra xác định. Nó có thể bảo vệ các dây dẫn đi ra nhỏ hơn khi thiết bị phía trước có kích thước quá lớn đối với chúng. Cấp cầu chì, điện áp, định mức cắt và khả năng phối hợp phải phù hợp với dòng sự cố có sẵn.
cầu đấu phân phối gắn thanh DIN
Các khối ray DIN dạng mô-đun rất hữu ích cho việc phân phối điều khiển và nguồn điện dòng điện thấp. Các phụ kiện bao gồm cầu nối, bộ đánh dấu, điểm kiểm tra và đầu nối đất bảo vệ. Hãy kiểm tra dòng điện với kích thước dây dẫn thực tế và số lượng các đầu nối có tải liền kề, vì nhiệt độ vỏ máy có thể ảnh hưởng đến dòng điện cho phép.
Khối phân phối điện 12V và ô tô
Khối phân phối nguồn 12 V rất phổ biến trong hệ thống ắc quy, hàng hải và xe hơi. Điện áp thấp không có nghĩa là rủi ro thấp: dòng điện sự cố của ắc quy có thể cực kỳ cao. Hãy sử dụng cầu chì đạt chuẩn DC đặt gần nguồn, kích thước cáp phù hợp, cách điện chắc chắn và các đầu cực chống ăn mòn. Các khối âm thanh ô tô không mặc nhiên phù hợp cho nhiệm vụ DC công nghiệp hoặc quang điện.
Cách chọn khối phân phối điện
- Điện áp định mức: Ghép điện áp hệ thống điện AC hoặc DC và loại cách điện.
- Dòng liên tục: tính đến tải, nhiệt độ môi trường và sự gia nhiệt của vỏ tủ.
- Dây dẫn đến và đi: xác minh số lượng, vật liệu, tiết diện và cấp sợi.
- Phương thức terminal: xác nhận tính tương thích của vít định vị, bu lông hai đầu, kẹp hoặc vấu và lực siết.
- Khả năng chịu dòng ngắn mạch: Phối hợp khối và bảo vệ với dòng sự cố khả dụng.
- Bảo vệ nhánh: xác định xem mỗi dây dẫn nhỏ hơn có cần cầu chì hoặc thiết bị ngắt mạch hay không.
- Bảo vệ cảm ứng: chỉ định vỏ bọc, rào chắn và cấu trúc an toàn cho ngón tay.
- Môi trường: xem xét độ rung, độ ẩm, ô nhiễm, sự ăn mòn và cấp độ bảo vệ IP của vỏ bọc.
Khả năng tương thích của dây dẫn và đầu cực
Không bao giờ giả định rằng một thiết bị đầu cuối chấp nhận cả đồng và nhôm. Các kim loại khác nhau, màng oxit và sự giãn nở nhiệt có thể gây ra hiện tượng quá nhiệt. Chỉ sử dụng các kết hợp dây dẫn, phương pháp chuẩn bị và hợp chất được liệt kê. Cáp mềm sợi mịn có thể cần ống nối đầu cáp hoặc đầu cốt được phê duyệt thay vì kẹp trực tiếp.
Siết chặt các đầu cực đến lực siết đã định bằng dụng cụ hiệu chuẩn. Lực siết quá thấp làm tăng điện trở; lực siết quá cao có thể làm hỏng các sợi cáp hoặc khối đấu nối. Sau khi vận hành, chụp ảnh nhiệt dưới tải trọng đại diện có thể phát hiện các mối nối kém.
Tích hợp Bảo vệ và Tủ điện
Một khối thiết bị không cầu chì phía sau aptomat chính chỉ được bảo vệ trong giới hạn của aptomat đó và các dây dẫn. Nếu các dây dẫn đi ra có khả năng mang dòng điện thấp hơn, cần phải có thiết bị bảo vệ nhánh tại điểm rẽ nhánh. Nghiên cứu về ngắn mạch và phối hợp bảo vệ nên xác minh rằng thiết bị bảo vệ có thể dập tắt sự cố trong giới hạn chịu đựng của khối thiết bị đó.
Trong các hệ thống lớn hơn, các khối phân phối nằm ở hạ nguồn của các thiết bị như Trạm biến áp lắp ghép sẵn YBM-12 và các tủ phân phối hạ thế. Các tuyến cấp điện trung thế có thể bắt nguồn từ Tủ điện trung thế KYN28A-12, trong khi các mạng nhỏ gọn sử dụng LBHB-12 RMU. Mỗi mức điện áp cần có các linh kiện được thiết kế chuyên dụng cho mục đích đó.
Danh sách kiểm tra cài đặt
- Ngắt điện, cô lập và xác nhận không có điện trước khi làm việc.
- Lắp chặt khối này đảm bảo khoảng cách rò điện và khoảng cách phóng điện theo yêu cầu.
- Chỉ giữ một dây dẫn trên mỗi đầu cẩu trừ khi nhiều dây dẫn được phê duyệt rõ ràng.
- Tuốt đến độ dài đã định mà không làm hỏng các sợi dây.
- Siết chặt theo lực siết của nhà sản xuất và lắp đặt tất cả các tấm che.
- Dán nhãn các mạch đến và đi, đồng thời cập nhật bản vẽ bảng điện.
- Kiểm tra và quét nhiệt sau khi đưa vào vận hành có tải.
SCCR và bảo vệ đầu nguồn
Một khối phân phối phải chịu được dòng sự cố khả dụng trong sự kết hợp cuối cùng với dây dẫn và thiết bị bảo vệ ngược dòng. Định mức dòng ngắn mạch được đánh dấu có thể phụ thuộc vào một cầu chì hoặc aptomat cụ thể. Việc sử dụng thiết bị bảo vệ lớn hơn hoặc bố trí dây dẫn khác có thể làm giảm định mức của cụm thiết bị ngay cả khi dòng điện bình thường ở mức chấp nhận được.
Tính tương thích giữa đầu cốt và dây dẫn
Xác nhận tính phù hợp của đồng hoặc nhôm, kích thước và cấp độ của dây dẫn, số lượng dây dẫn trên mỗi cổng, chiều dài tước vỏ dây và lực siết ốc. Các dây dẫn mềm nhiều sợi nhỏ có thể cần đầu cốt (ferrule) hoặc đầu cực được phê duyệt riêng cho cấp độ đó. Nắp đậy và kết cấu an toàn chống chạm tay làm giảm nguy cơ tiếp xúc ngẫu nhiên nhưng không thay thế được các yêu cầu về vỏ bọc và cách điện.
Tài liệu kỹ thuật và đọc thêm
Các nguồn độc lập sau đây hỗ trợ các tiêu chuẩn, thuật ngữ, phép tính và bối cảnh an toàn được thảo luận trong hướng dẫn này:
- Các yêu cầu đối với trạm biến áp khối IEEE C37.121 — Hướng dẫn phối hợp thiết bị máy biến áp, đầu vào, đầu ra và thiết bị chuyển tiếp trong trạm biến áp phân phối.
- Các đơn vị SI của NIST đối với dòng điện điện tử — Định nghĩa tham khảo cho dòng điện, điện áp, điện trở và công suất được sử dụng trong các tính toán phân phối.
- An toàn về truyền tải và phân phối điện của OSHA — Tổng quan chính thức về các điểm khác biệt và quy thực hành quan trọng về an toàn trong hệ thống truyền tải và phân phối.
