에너지 저장에 저전압 절연체 적용

소개

에너지저장장치(ESS)가 빠르게 성장하고 있다. 이는 재생 에너지, 그리드 안정성 및 백업 전력에 필수적입니다. 이러한 시스템 내에서는 안전과 신뢰성이 최우선 과제입니다. 한 가지 핵심 구성 요소는 저전압 절연체.

저전압 절연체는 접지된 금속 부품에서 활성 도체를 분리합니다. 합선을 방지하고 감전으로부터 사람을 보호합니다. 배터리 저장 시스템에서는 최대 1,000V AC 또는 1,500V DC의 전압에서 작동합니다.

에너지 저장 분야에서 절연체를 잘못 선택하면 아크 결함, 장비 손상 또는 화재가 발생할 수 있습니다. 그렇기 때문에 설계자는 안전을 보장하기 위해 IEC 60660, IEC 60865, UL 94, GB/T 11022와 같은 엄격한 표준을 따릅니다. 이 블로그에서는 저전압 절연체가 무엇인지, 유형, 필요한 이유, 에너지 저장 애플리케이션에 적합한 절연체를 선택하는 방법에 대해 설명합니다.

무엇입니까 저전압 절연체?

에이 저전압 절연체 1,000V AC 이하(또는 최대 1,500V DC)의 전압에서 전기 도체를 지지하고 분리하는 장치입니다. 그 역할은 전기적이고 기계적인 것입니다. 다음을 수행해야 합니다.

• 파손을 방지하기 위해 절연 내력을 제공하십시오.

• 버스바 또는 케이블을 제자리에 고정할 수 있는 기계적 안정성을 제공합니다.

• 습기, 먼지, 염분무 등의 환경 조건에 저항합니다.

주요 성능 매개변수:

• 유전력: 플래시오버 없이 2.5kV AC를 1분간 견딥니다.

• 연면거리: 작동 전압을 기준으로 한 최소값(예: UL 1973의 경우 ≥16mm/kV DC)

• 비교 추적 지수(CTI): 우수한 표면 저항을 위해 종종 ≥300입니다(IEC 60112에 따라).

• 온도 저항: ESS 환경(일반적으로 -40°C ~ +120°C)에 적합합니다.

ESS의 일반적인 애플리케이션:

• 배터리 랙 버스바 분리.

• DC 결합기 상자 절연.

• 전력 변환 시스템(PCS)의 부스바 지원.

저전압 절연체의 종류

스탠드오프 절연체

저전압 스탠드오프 절연체는 ESS에 널리 사용됩니다. 기둥 모양이며 양쪽 끝에 나사산 인서트가 있습니다.
특징:

• 크기 범위: M6 ~ M12 나사산, 높이 20mm ~ 100mm.

• 재료: 에폭시 수지, SMC/DMC 화합물 또는 강화 PA66.

• 장점: 쉬운 설치, 컴팩트한 크기, 강력한 기계적 강도.

• 일반적인 적용 분야: 에너지 저장 캐비닛 내부의 DC 배전 패널에 부스바를 장착합니다.

구조, 성능 및 설치 모범 사례에 대한 자세한 설명을 보려면 전체 가이드를 읽어보세요. 버스바 스탠드오프 절연체 – 알아야 할 모든 것.

부스바 지지 절연체

부스바 절연체는 구리 또는 알루미늄 부스바를 제자리에 고정하도록 설계되었습니다. 클립, 더브테일 슬롯 또는 볼트로 고정할 수 있습니다.
장점:

• 도체에 응력이 가해지지 않도록 약간의 열팽창(±2mm)을 허용합니다.

• 높은 캔틸레버 강도와 굽힘 강도로 무거운 하중을 지지합니다.

• 배터리 저장 시스템의 버스바 지지 절연체에서 일반적입니다.

디자인 유형, 재료 옵션 및 테스트 표준을 심층적으로 살펴보고 싶다면 포괄적인 게시물을 확인하세요. 버스바 절연체 - 전체 가이드.

SMC/DMC 절연체

SMC(시트 몰딩 컴파운드) 그리고 DMC(반죽성형재료) 고강도 열경화성 소재입니다. 다음과 같은 이유로 널리 사용됩니다.

• 높은 CTI(400~600)를 제공합니다.

• UL 94 V-0 난연성을 충족합니다.

• 고온(최대 150°C)에서 작동하십시오.
  SMC/DMC 절연체는 실외 ESS 또는 고온 환경에 이상적입니다.

샤클/스풀 절연체

샤클 ​​또는 스풀 유형은 더 작으며 다음 용도로 자주 사용됩니다.

• 스토리지 시스템 내부의 케이블 종단.

• 더 작은 도체를 위한 기계적 지원.
  그들은 종종 도자기, 유리 또는 에폭시 수지로 만들어집니다. 저전압 애플리케이션을 위한 GB/T 772의 기계적 강도 등급을 충족합니다.

에너지 저장 장비에 저전압 절연체가 필요한 이유는 무엇입니까?

안전 보장

ESS에서는 감전이나 아크 플래시의 위험이 현실입니다. 저전압 절연체 도체가 금속 프레임에서 안전하게 분리되어 있는지 확인하십시오. 그들은 만나는 것을 돕습니다 IEC 62933-5-2 안전 요구 사항.

단락 방지

절연체는 적절한 연면 거리와 공간 거리를 유지함으로써 결함이나 진동 중에 도체가 닿는 것을 방지합니다. 이는 배터리 시스템을 손상시킬 수 있는 단락을 방지합니다.

기계적 안정성

운송, 설치 또는 지진 발생 중에 ESS 구성 요소는 진동과 충격을 경험합니다. 굽힘 강도와 캔틸레버 강도가 높은 절연체는 버스바를 제자리에 단단히 유지합니다.

모듈형 디자인

많은 ESS 설계에서는 조립식 모듈을 사용합니다. 저전압 스탠드오프 절연체 및 부스바 지지대를 사용하면 조립과 교체가 쉬워 가동 중단 시간이 줄어듭니다.

환경 저항

ESS는 습도가 높거나 염분 안개 또는 먼지가 많은 장소에서 작동할 수 있습니다. 같은 재료 SMC/DMC 절연체 추적, UV 및 부식에 저항하여 열악한 환경에서도 안정적으로 사용할 수 있습니다.

에너지 저장 장비의 저전압 절연체 설계 및 재료 선택

기계 설계

절연체 지지대 설계 단계:

1. 정격 전압: 최대 DC 전압(Vmax)을 결정하고 연면 거리를 계산합니다.

2. 기계적 부하: 다음을 사용하여 단락 힘을 계산합니다.
   F = 2 × 10^-7 × (I² / a) × l,
   여기서 I는 단락 전류, a는 간격, l은 길이입니다.

3. 열팽창: 고전류 및 온도에서는 부스바 확장을 고려하십시오.

단열 성능

좋은 단열 성능은 다음에 달려 있습니다.

• 높은 유전 강도(1분 동안 ≥2.5kV AC).

• 전압 레벨당 적절한 연면 거리.

• 환경에 적합한 CTI 값(CTI가 높을수록 추적 저항이 좋음).

재료 선택

일반적인 재료:

• 에폭시 수지 절연체: 강도가 좋고, CTI가 적당하며, 실내용입니다.

• SMC/DMC: CTI가 높고, 난연성이 우수하며, 옥외용이 가능합니다.

• 세라믹: 내열성이 우수하고 부서지기 쉬우며 무겁습니다.

에너지 저장 장치: SMC와 세라믹 절연체

ESS용 SMC/DMC와 세라믹 중에서 선택하는 경우:

• SMC/DMC 장점:

  • 경량.

  • 더 높은 충격 저항.

  • 유연한 모양과 맞춤형 성형.

  • 진동이 있는 환경에서는 더 좋습니다.

• 세라믹의 장점:

  • 내열성이 뛰어납니다.

  • 매우 높은 절연 내력.

  • 매우 높은 온도 환경에 적합합니다.

• 절충안:
  세라믹은 더 무겁고 깨지기 쉽습니다. SMC/DMC는 비용 효율적이고 설치가 더 쉽습니다.

추천: 대부분의 ESS에서 SMC/DMC 절연체는 안전성, 성능, 비용의 균형을 제공합니다. 세라믹은 매우 높은 온도나 특수 용도에 선호됩니다.

결론

저전압 절연체는 매우 중요합니다. 이자형에너지 저장의 전기 안전. 이 제품은 도체를 분리할 뿐만 아니라 기계적 지원을 제공하고 열악한 환경에 저항하며 국제 표준 준수를 보장합니다.

저전압 스탠드오프 절연체부터 버스바 절연체까지 올바른 선택은 전압, 기계적 부하, 재료 성능 및 환경 조건에 따라 달라집니다.

IEC 60660, IEC 60865, UL 94, GB/T 11022와 같은 표준을 따르고 올바른 전기 절연 재료를 선택함으로써 설계자는 안정적이고 안전한 ESS 시스템을 만들 수 있습니다. 당신이 선택하든 SMC/DMC 절연체 또는 세라믹 유형을 적절하게 설계하고 설치하면 시스템 수명이 연장되고 위험이 줄어듭니다.

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