Interne structuur van elektriciteitsverspreidingskasten: componenten, technologieën en slimme oplossingen

1Behuizing (bescherming en EMC-ontwerp)

• Materiaal: Koudgewalst staal of gegalvaniseerd staal (voor corrosiebestendigheid); ruiten van roestvrij staal worden gebruikt in hoogwaardige, ruwe omgevingen (bijv. chemische fabrieken, mariene omgevingen).
• Belangrijkste kenmerken:
  • IP-beschermingscategorieën (bijv. IP54) zorgen voor betrouwbaarheid tegen stof en vocht.
  • EMC-bescherming minimaliseert de interferentie van VFD's en servo-aandrijvingen en voldoet aan de normen van IEC 61439.
• Een gevalstudie: Zonnepanelen worden getest met zoutsproei om buiten corrosie te weerstaan.

2. Busbars (efficiënte vermogenstransmissie)

• Materiaal: Koperen busbars (geleidbaarheid > 98%) of aluminium busbars (lichtgewicht, kosteneffectief), vaak met tin of zilver bekleed om oxidatie te weerstaan.
• Innovatie:
  • Modulaire busbarsystemen maken een gereedschapsvrije installatie mogelijk (bijv. in datacenterdistributie).
  • Draadloze temperatuursensoren met IoT-functie voorkomen oververhitting via realtime monitoring.

3. Circuit breakers (intelligente bescherming)

• Soorten:
  • MCB (Miniature Circuit Breaker): Beschermt takcircuits tegen overbelastingen.
  • ACB (Air Circuit Breaker): beschermt de belangrijkste inkomende stroom, met slimme releases die remote tripping mogelijk maken.
• Trends in de industrie: Selectieve coördinatie gecombineerd met boogfoutdetectie (AFCI) voorkomt een totale afsluiting van het systeem tijdens storingen (kritisch voor halfgeleiderfabrieken).

4. Contactoren (motorbesturing)

• Functie: PLC-gestuurd om motoren te starten, stoppen of omkeren.
• Toepassing: Transportbandsortiersystemen koppelen VFD's aan contactorgroepen voor multiversnellingsmotorbesturing.

5. Thermische overbelasting relais (motorbescherming)

• Upgrade: Traditionele bimetalen banden worden vervangen door elektronische overbelasting relais (bijv. Schneider TeSys), die precieze stroominstellingen en storingslogging bieden.

6. Zuivers (kortsluitingsbescherming)

• Selectie:
  • gG/gL-type (algemeen gebruik) versus aR-type (snelwerkend voor halfgeleiders).
  • Hoogspannings gelijkstroomsluiters zijn van cruciaal belang voor laadstations voor elektrische voertuigen en energieopslagsystemen.

7Instrumententransformatoren (monitoring en meting)

• Slimme functies:
  • Rogowski spoelen maken breedfrequente metingen mogelijk (ideaal voor VFD-circuits).
  • Merging Units (MU) ondersteunen digitale netintegratie via IEC 61850-protocol.

8. Meters (digitaal toezicht)

• Trends:
  • Multifunctiemeters met RS485/MODBUS-connectiviteit kunnen worden geïntegreerd met energiebeheersystemen (EMS).
  • Harmonische analyse (conform IEEE 519) beschermt precisieapparatuur in ziekenhuizen.

9. Beheersknoppen en indicatoren (HMI)

• Ontwerp:
  • Explosiebestendige knoppen (Ex d) voor de olie- en gasindustrie.
  • Touchscreen HMI's vervangen traditionele knoppen en maken een realtime systeemvisualisatie mogelijk.

10. Terminalblokken (efficiënte bedrading)

• Innovatie:
  • Met de terminals met een veerkooi kan zonder gereedschap worden geïnstalleerd.
  • Dubbellaagterminals besparen ruimte (bijv. in spoorvervoerskasten).

11. Secundaire schakelingen (Smart Core)

• Integratie:
  • PLC's in combinatie met cloudplatforms zorgen voor afstandsonderhoud via voorspellende analyse.
  • Met glasvezelcommunicatie wordt koperen bedrading vervangen voor EMI-immuniteit (bijv. bij staalfabriekcontroles).

Toekomstige trends: slimme en groene energieverdeling

• Diagnostiek op basis van AI: Edge computing in combinatie met sensoren voorspelt storingen (bijv. oververhitting van de busbar, levensduur van de schakelaar).
• Energie-efficiëntie: SVG-gebaseerde reactieve compensatie vermindert verliezen en ondersteunt koolstofneutraliteitsdoelstellingen.
• Modulariteit: schaalbare ontwerpen vergemakkelijken een snelle uitbreiding van de capaciteit (belangrijk voor hernieuwbare energiecentrales).