การใช้ฉนวนไฟฟ้าแรงต่ำในการจัดเก็บพลังงาน

การแนะนำ

ระบบกักเก็บพลังงาน (ESS) มีการเติบโตอย่างรวดเร็ว สิ่งเหล่านี้จำเป็นสำหรับพลังงานทดแทน ความเสถียรของโครงข่ายไฟฟ้า และพลังงานสำรอง ภายในระบบเหล่านี้ ความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือถือเป็นสิ่งสำคัญสูงสุด องค์ประกอบสำคัญประการหนึ่งคือ ฉนวนไฟฟ้าแรงต่ำ.

ฉนวนไฟฟ้าแรงดันต่ำแยกตัวนำที่มีไฟฟ้าออกจากชิ้นส่วนโลหะที่ต่อสายดิน ป้องกันการลัดวงจรและป้องกันผู้คนจากไฟฟ้าช็อต ในระบบจัดเก็บแบตเตอรี่ ทำงานภายใต้แรงดันไฟฟ้าสูงถึง 1,000 V AC หรือ 1,500 V DC

ในการจัดเก็บพลังงาน การเลือกฉนวนที่ไม่ถูกต้องอาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดของส่วนโค้ง อุปกรณ์เสียหาย หรือแม้แต่ไฟไหม้ได้ นั่นคือเหตุผลที่นักออกแบบปฏิบัติตามมาตรฐานที่เข้มงวด เช่น IEC 60660, IEC 60865, UL 94, GB/T 11022 เพื่อรับรองความปลอดภัย บล็อกนี้จะอธิบายว่าฉนวนไฟฟ้าแรงดันต่ำคืออะไร ประเภทของฉนวน เหตุใดจึงจำเป็น และวิธีการเลือกฉนวนที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานกักเก็บพลังงาน

คืออะไร ฉนวนไฟฟ้าแรงต่ำ?

อัน ฉนวนไฟฟ้าแรงต่ำ เป็นอุปกรณ์ที่รองรับและแยกตัวนำไฟฟ้าที่แรงดันไฟฟ้า 1,000 V AC หรือน้อยกว่า (หรือสูงถึง 1,500 V DC) บทบาทของมันคือทั้งไฟฟ้าและเครื่องกล จะต้อง:

• ให้ความเป็นฉนวนเพื่อป้องกันการแตกหัก

• ให้ความเสถียรทางกลเพื่อยึดบัสบาร์หรือสายเคเบิลให้เข้าที่

• ต้านทานสภาวะแวดล้อม เช่น ความชื้น ฝุ่น หรือละอองเกลือ

พารามิเตอร์ประสิทธิภาพหลัก:

• ความเป็นฉนวน: ทนไฟ AC 2.5 kV ได้นาน 1 นาที โดยไม่มีวาบไฟตามผิว

• ระยะทางที่คืบคลาน: ค่าต่ำสุดขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน (เช่น ≥16 ​​มม./kV DC สำหรับ UL 1973)

• ดัชนีการติดตามเปรียบเทียบ (CTI): มักจะ ≥300 สำหรับความต้านทานพื้นผิวที่ดี (ตาม IEC 60112)

• ทนต่ออุณหภูมิ: เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อม ESS (โดยทั่วไปคือ -40°C ถึง +120°C)

การใช้งานทั่วไปใน ESS:

• การแยกบัสบาร์ของชั้นวางแบตเตอรี่

• ฉนวนกล่อง DC Combiner

• รองรับบัสบาร์ในระบบแปลงพลังงาน (PCS)

ประเภทของฉนวนไฟฟ้าแรงต่ำ

ฉนวนแยกส่วน

ฉนวนไฟฟ้าแรงต่ำที่ใช้กันอย่างแพร่หลายใน ESS มีรูปร่างเหมือนเสาและมีเกลียวที่ปลายแต่ละด้าน
คุณสมบัติ:

• ช่วงขนาด: เกลียว M6 ถึง M12 ความสูงตั้งแต่ 20 มม. ถึง 100 มม.

• วัสดุ: อีพอกซีเรซิน, สารประกอบ SMC/DMC หรือ PA66 เสริมแรง

• ข้อดี: ติดตั้งง่าย ขนาดกะทัดรัด ความแข็งแรงทางกลที่แข็งแกร่ง

• การใช้งานทั่วไป: การติดตั้งบัสบาร์ในแผงจ่ายไฟ DC ภายในตู้เก็บพลังงาน

หากต้องการคำอธิบายโดยละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับโครงสร้าง ประสิทธิภาพ และแนวปฏิบัติที่ดีที่สุดในการติดตั้ง คุณสามารถอ่านคู่มือฉบับเต็มของเราได้: ฉนวน Busbar Standoff - ทุกสิ่งที่คุณต้องรู้.

ฉนวนรองรับ Busbar

ฉนวนบัสบาร์ได้รับการออกแบบมาเพื่อยึดบัสบาร์ทองแดงหรืออลูมิเนียมให้เข้าที่ สามารถแก้ไขได้ด้วยคลิป ช่องประกบ หรือสลักเกลียว
ข้อดี:

• ปล่อยให้ขยายตัวเนื่องจากความร้อนเล็กน้อย (±2 มม.) เพื่อป้องกันความเครียดบนตัวนำ

• รองรับน้ำหนักมากด้วย Cantilever Strength และ Bending Strength สูง

• ทั่วไปในฉนวนรองรับบัสบาร์ในระบบจัดเก็บแบตเตอรี่

หากคุณต้องการสำรวจประเภทการออกแบบ ตัวเลือกวัสดุ และมาตรฐานการทดสอบในเชิงลึก โปรดดูโพสต์ที่ครอบคลุมของเรา: ฉนวนบัสบาร์ – คู่มือฉบับสมบูรณ์.

ฉนวน SMC/DMC

SMC (สารประกอบการขึ้นรูปแผ่น) และ DMC (แป้งปั้นผสม) เป็นวัสดุเทอร์โมเซตติงที่มีความแข็งแรงสูง มีการใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจาก:

• ให้ CTI สูง (400–600)

• พบกับการทนไฟ UL 94 V-0

• ทำงานที่อุณหภูมิสูง (สูงถึง 150°C)
  ฉนวน SMC/DMC เหมาะสำหรับ ESS ภายนอกอาคารหรือสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง

กุญแจมือ / ฉนวนสปูล

ประเภทของห่วงหรือแกนม้วนจะเล็กกว่าและมักใช้สำหรับ:

• การยุติสายเคเบิลภายในระบบจัดเก็บข้อมูล

• การรองรับทางกลสำหรับตัวนำขนาดเล็ก
  มักทำจากพอร์ซเลน แก้ว หรืออีพอกซีเรซิน มีคุณสมบัติตรงตามคลาสความแข็งแรงทางกลตั้งแต่ GB/T 772 สำหรับการใช้งานแรงดันไฟฟ้าต่ำ

เหตุใดอุปกรณ์จัดเก็บพลังงานจึงต้องใช้ฉนวนไฟฟ้าแรงต่ำ

การประกันความปลอดภัย

ใน ESS ความเสี่ยงต่อการเกิดไฟฟ้าช็อตหรือประกายไฟเกิดขึ้นจริง ฉนวนไฟฟ้าแรงต่ำ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าตัวนำถูกแยกออกจากกรอบโลหะอย่างปลอดภัย พวกเขาช่วยพบกัน IEC 62933-5-2 ข้อกำหนดด้านความปลอดภัย

การป้องกันการลัดวงจร

ด้วยการรักษาระยะห่างตามผิวฉนวนและการกวาดล้างที่เหมาะสม ฉนวนจะหยุดการสัมผัสตัวนำระหว่างเกิดข้อผิดพลาดหรือการสั่นสะเทือน เพื่อป้องกันการลัดวงจรที่อาจสร้างความเสียหายให้กับระบบแบตเตอรี่

เสถียรภาพทางกล

ในระหว่างการขนส่ง การติดตั้ง หรือเหตุการณ์แผ่นดินไหว ส่วนประกอบ ESS จะประสบกับการสั่นสะเทือนและการกระแทก ฉนวนที่มีการดัดงอสูงและความแข็งแรงของคานยื่นออกมาช่วยให้บัสบาร์อยู่ในตำแหน่งที่แน่นหนา

การออกแบบโมดูลาร์

การออกแบบ ESS จำนวนมากใช้โมดูลสำเร็จรูป ฉนวนไฟฟ้าแรงต่ำและตัวรองรับบัสบาร์ช่วยให้ประกอบและเปลี่ยนได้ง่าย ช่วยลดเวลาหยุดทำงาน

ความต้านทานต่อสิ่งแวดล้อม

ESS อาจทำงานในที่มีความชื้นสูง มีหมอกเกลือ หรือมีฝุ่นมาก วัสดุเช่น ฉนวน SMC/DMC ต้านทานการติดตาม UV และการกัดกร่อน ทำให้เชื่อถือได้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

การออกแบบและการเลือกวัสดุฉนวนไฟฟ้าแรงต่ำในอุปกรณ์กักเก็บพลังงาน

การออกแบบเครื่องกล

ขั้นตอนในการออกแบบส่วนรองรับฉนวน:

1. ระดับแรงดันไฟฟ้า: กำหนดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงสูงสุด (Vmax) และคำนวณระยะห่างตามผิวฉนวน

2. โหลดทางกล: คำนวณแรงลัดวงจรโดยใช้:
   F = 2 × 10^-7 × (I² / a) × ลิตร,
   โดยที่ I คือกระแสไฟฟ้าลัดวงจร a คือระยะห่าง และ l คือความยาว

3. การขยายตัวทางความร้อน: พิจารณาการขยายบัสบาร์ที่กระแสและอุณหภูมิสูง

ประสิทธิภาพของฉนวน

ประสิทธิภาพของฉนวนที่ดีขึ้นอยู่กับ:

• ความเป็นฉนวนสูง (≥2.5 kV AC เป็นเวลา 1 นาที)

• ระยะห่างตามผิวฉนวนที่เหมาะสมต่อระดับแรงดันไฟฟ้า

• ค่า CTI ที่เหมาะสมกับสภาพแวดล้อม (CTI ที่สูงขึ้น = ความต้านทานการติดตามที่ดีขึ้น)

การเลือกใช้วัสดุ

วัสดุทั่วไป:

• ฉนวนอีพอกซีเรซิน: แรงดี, CTI ปานกลาง, ใช้ภายในอาคาร.

• บตท./DMC: CTI สูง ทนไฟดีเยี่ยม สามารถใช้งานกลางแจ้งได้

• เซรามิค: ทนความร้อนได้ดีเยี่ยม เปราะ หนักกว่า

อุปกรณ์เก็บพลังงาน: SMC กับฉนวนเซรามิก

เมื่อเลือกระหว่าง SMC/DMC และเซรามิกสำหรับ ESS:

• ข้อดีของ SMC/DMC:

  • น้ำหนักเบา

  • ทนต่อแรงกระแทกได้สูงกว่า

  • รูปร่างที่ยืดหยุ่นและการขึ้นรูปแบบกำหนดเอง

  • ดีกว่าในสภาพแวดล้อมที่มีการสั่นสะเทือน

• ข้อดีของเซรามิก:

  • ทนความร้อนได้เหนือกว่า

  • ความเป็นฉนวนที่สูงมาก

  • ดีในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงมาก

• การแลกเปลี่ยน:
  เซรามิกมีน้ำหนักมากกว่าและเปราะบางกว่า SMC/DMC คุ้มค่ากว่าและติดตั้งง่ายกว่า

คำแนะนำ: สำหรับ ESS ส่วนใหญ่ ฉนวน SMC/DMC ให้ความสมดุลระหว่างความปลอดภัย ประสิทธิภาพ และต้นทุน เซรามิกเหมาะสำหรับการใช้งานที่มีอุณหภูมิสูงมากหรือการใช้งานเฉพาะทาง

บทสรุป

ฉนวนไฟฟ้าแรงต่ำมีความสำคัญอย่างยิ่ง อีความปลอดภัยทางไฟฟ้าในการจัดเก็บพลังงาน พวกเขาไม่เพียงแต่แยกตัวนำเท่านั้น แต่ยังให้การสนับสนุนทางกล ต้านทานสภาพแวดล้อมที่รุนแรง และรับประกันการปฏิบัติตามมาตรฐานสากล

ตั้งแต่ฉนวนไฟฟ้าแรงดันต่ำไปจนถึงฉนวนบัสบาร์ ตัวเลือกที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้า โหลดทางกล ประสิทธิภาพของวัสดุ และสภาพแวดล้อม

ด้วยการปฏิบัติตามมาตรฐาน เช่น IEC 60660, IEC 60865, UL 94, GB/T 11022 และการเลือกวัสดุฉนวนไฟฟ้าที่ถูกต้อง ผู้ออกแบบจึงสามารถสร้างระบบ ESS ที่เชื่อถือได้และปลอดภัย ไม่ว่าคุณจะเลือก ฉนวน SMC/DMC หรือประเภทเซรามิก การออกแบบและติดตั้งที่เหมาะสมจะช่วยยืดอายุการใช้งานของระบบและลดความเสี่ยง

--- จบ ---