בעת שימוש בחשמל, יש צורך לשנות את המתח מרמה אחת לאחרת. שנאים מהסוג היבש (המכונה מקורר אוויר) מבצעים את הפונקציה הזו בצורה בטוחה ויעילה כל כך עד שהם נמצאים בשימוש נרחב להתקנות פנימיות בבנייני ציבור ומגורים שבהם סוגים אחרים של מכשירים אלו נחשבים מסוכנים מדי.
סוגי שנאים: נוזלי ויבש
בעיקרון, ישנם שני סוגים שונים של מכשיר כזה: נוזל מבודד ומקורר (סוג נוזל) ותערובת אוויר או אוויר-גז מקורר (סוג יבש).
עבור שנאים מהסוג הראשון, מצע הקירור יכול להיות שמן מינרלי רגיל. משתמשים גם בחומרים אחרים, כמו פחמימנים מעכבי בעירה ונוזלי סיליקון. לשנאים כאלה יש ליבה ופיתולים שקועים במיכל של תווך נוזלי, המשמש גם כמבודד וגם כנוזל קירור.
הכוח הנפוץ ביותר יבשלשנאים יש פיתולים מלאים בשרף אפוקסי, המשמש כמבודד. הוא מגן על מוליכים מפני אבק וקורוזיה אטמוספרית. עם זאת, מכיוון שתבניות יציקת סליל משמשות רק במידות קבועות, יש פחות מקום לשינוי בעיצוב של מכשירים כאלה. בטווח הנפוץ באספקת החשמל של מפעלים תעשייתיים קטנים, כמו גם בנייני ציבור ומגורים, שנאים מהסוג היבש משכפלים לחלוטין את טווח היכולות של עמיתיהם הנוזלים.
פרמטרים עיקריים
הרגע המכריע ביותר בפעולת המכשירים המדוברים הוא הבטחת משטר הטמפרטורה של הפיתולים. כדי לסייע בבחירה או ברכישה של מכשיר יבש לאספקת חשמל של חפצים שונים, נשקול מספר פרמטרים תפעוליים בסיסיים:
- Power, kVA.
- מתח ראשוני ומשני מדורג.
- פיזור החום של מערכת בידוד הוא סכום טמפרטורת הסביבה המקסימלית + עליית הטמפרטורה הממוצעת בפיתולים + ההפרש בין עליית הטמפרטורה הממוצעת בפיתולים לבין הטמפרטורה הגבוהה ביותר בהם.
- ליבה וסלילים - נזק אפשרי לליבה או הצטברות של דלמינציה (מוליכי נחושת או אלומיניום) מעוררים דאגה מיוחדת.
ישנם סוגים מבניים שונים של שנאים, הנקבעים בעיקר על ידי השיטות המשמשות לבידוד הפיתולים שלהם. ביניהם ידועים: הספגה בוואקום, אנקפסולציה וסליל יצוק. בואו נשקול כל אחד מהם בנפרד.
בידוד הספגה ואקום (VPI)
טכנולוגיה זו יוצרת גימור לכה על מוליכים על ידי מחזורי לחץ וריק לסירוגין. תהליך VPI משתמש בשרף פוליאסטר. הוא מספק למנצחים גימור לכה טוב יותר מאשר טבילה רגילה. סלילים המצופים בו מוכנסים לאחר מכן לתנור בו מתבצעת האפייה. הם הרבה יותר עמידים בפני פריקות קורונה. איך נראה שנאי כזה? התמונה שלו מתפרסמת למטה.
Encapsulation ואקום (VPE)
שיטה זו בדרך כלל עולה על תהליך ה-VPI. במהלך תהליך הייצור מוסיפים מספר מטבלים כדי לעטוף את הסליל, ולאחר מכן אופים את הציפוי שלהם בתנור. שנאים אלה מציעים הגנה טובה יותר מפני סביבות אגרסיביות ולחות מאשר עמיתיהם VPI. איך נראה שנאי כזה? התמונה שלו מוצגת למטה.
Encapsulation (איטום)
שנאים מובלעים הם מכשירים קונבנציונליים עם פיתולים המצופים בתרכובות סיליקון או שרף אפוקסי וסגורים לחלוטין במארז כבד. תהליך הייצור ממלא את הפיתולים בשרף אפוקסי צפוף בעל חוזק דיאלקטרי גבוה, המגן על השנאי מכל הסביבות.
סלילים יצוקים (באפוקסי צפוף יצוק)
התקנים אלה מכילים סלילים המובלעים באפוקסי במהלך תהליך היציקה. הם מלאים לחלוטין בשרף תחת הפעולה שלואקום.
כל שיטת בידוד מתפתלת מתאימה במיוחד לסביבות ספציפיות. חשוב מאוד להבין היכן עדיף להשתמש בסוגי המכשירים המתאימים. לדוגמה, שנאי שרף יצוק יבש עולים כ-50% יותר ממוצרי VPE או VPI. לפיכך, הבחירה בסוג מסוים של מכשיר יכולה להשפיע באופן משמעותי על העלות הכוללת של הפרויקט.
המלצות לבחירה
כאשר נדרשת התנגדות מוגברת לפריקות קורונה (כלומר פריקות חשמליות הנגרמות על ידי חוזק שדה העולה על החוזק הדיאלקטרי של הבידוד), כאשר אין צורך בחוזק מכני מוגבר של הפיתולים, יש להשתמש בשנאי מסוג VPI.
השתמש בהם עם סלילים יצוקים כאשר נדרש חוזק והגנה נוספים, כגון בסביבות קשות כגון מפעלי תהליכים כימיים, מפעלי חומרי בניין ומתקנים חיצוניים. סביבות אגרסיביות כוללות חומרים שעלולים להשפיע לרעה על הפיתולים של שנאים אחרים מסוג יבש, כולל מלחים, אבק, גזים קורוזיביים, לחות וחלקיקי מתכת.
בנוסף, לפיתולי שרף יצוק יש יכולת משופרת לעמוד בעומסי יתר קצרי טווח וחוזרים הנפוצים בתהליכי ייצור רבים.
מהנדס צריך לעתים קרובות לבחור בין שרף יצוק או סוג VPI/VPE עבור יישומים קריטיים וסביבות קשות. הסוג הראשון נחשב בדרך כלל לטוב ביותר. כמה יצרניםעם זאת, יש לציין כי בידוד שרף יצוק מגביל את חיי השנאי. מקדם ההתפשטות התרמית של שרף אפוקסי קטן מזה של מוליכים נחושת. ההתרחבות וההתכווצות המחזורית כאשר הסלילים מתחממים ומתקררים יכולים בסופו של דבר לגרום לשרף להיסדק. כמו כן, יש לציין כי השנאי מסוג VPI יכול להתמודד טוב יותר עם תהליכים כאלה ולכן להחזיק מעמד זמן רב יותר. בסופו של דבר, הבחירה הסופית היא של מהנדס החשמל.
נוזל לעומת יבש
שנאים מלאי נוזל נוטים להיות יעילים יותר מאלו מילוי יבש, ולכן יש להם חיי שירות ארוכים יותר. בנוסף, נוזל הוא תווך יעיל יותר לקירור אזורי טמפרטורות גבוהות מקומיות בפיתולים. בנוסף, למכשירים מלאי נוזל יש יכולת עומס יתר טובה יותר.
לפיכך, שנאי 1000 KVA יבש בחצי עומס הוא בעל רמת אובדן של כ-8 קילוואט, ובעומס מלא כ-16 קילוואט. יחד עם זאת, לאותו "אלף", אך נוזלי, יש כמחצית מהפסולת. השמן "אלפיים" בחצי עומס סופג הפסדים של 8 קילוואט, ובעומס מלא - 16 קילוואט. מקבילו היבש מאופיין בעלויות של 13 ו-26.5 קילוואט, בהתאמה. המשמעות היא ששנאים מהסוג היבש הם שמחזיקים את ההובלה המפוקפקת מבחינת הפסדים. יחד עם זאת, המחיר שלהם גבוה מזה של נזילים.
עקב קירור אינטנסיבי יותר של הפיתולים, למכשירי נוזל יש מימדים קטנים יותר (עומק ורוחב) מאשר מכשירים יבשים באותו הספק. יכול להיותלהשפיע על השטח הנדרש של תחנות משנה שנאי (במיוחד מובנות), ומכאן על עלות המתקן כולו. אז, שנאי טיפוסי יבש 1000 KVA יש עומק של 1.6 מ ', ורוחב של 2.44 מ' באותו זמן, שנאי שמן דומה בעומק קרוב יש רוחב של כ 1.5 מ' אבל סוג זה, עם זאת, יש מספר חסרונות.
לדוגמה, הגנה מפני אש חשובה יותר עבור שנאים נוזליים בעת שימוש בנוזל קירור דליק. נכון, שנאים יבשים יכולים גם לעלות באש. מכשיר מסוג נוזל בשימוש לרעה עלול אפילו להתפוצץ.
בהתאם לתנאי ההפעלה, מוצרים מלאי נוזל עשויים לדרוש מגש טפטוף כדי לאסוף כל נזילת נוזל קירור.
אולי בבחירת שנאים, המעבר מהעדפה ברורה של סוג יבש לסוג נוזל הוא בין 500 kVA ל-2.5 MVA, כאשר הסוג הראשון עדיף לשמש לגבול התחתון של הטווח, והשני מעליו.
גורם חשוב בבחירת הסוג הוא מיקום ההתקנה של השנאי, כמו בתוך בניין משרדים או בחוץ, וכן מתן שירות לעומסים תעשייתיים.
שנאים מהסוג היבש מעל 5MVA זמינים בקלות, אך רבים מהם מלאים בנוזל. עבור התקנה חיצונית, סוג זה הוא גם דומיננטי.
כמה מילים על אוורור
כאשר השנאי מצויד במאוורר מפוח, ניתן להגדיל משמעותית את העומס. אז, עבור פיתולים יצוקיםפונקציה זו יכולה להעלות את קיבולת העומס הרציף עד 50% מעל העומס הנומינלי. עבור סוגי VPE או VPI, עליית ההספק במקרה זה יכולה להיות עד 33%.
לדוגמה, ההספק של שנאי 3000 kVA סטנדרטי מפותל, כשהוא מצויד במאוורר מפוח, עולה ל-4500 kVA (ב-50%). במקביל, סוג VPE או VPI של 2500 kVA עם מאוורר יעלה אותו ל-3.333 kVA (ב-33%).
עם זאת, עליך תמיד לקחת בחשבון שנוכחות מפוח מפחיתה את האמינות הכוללת של המערכת. אם המאוורר כושל כאשר פועל עם נשיפה בעומס גבוה מהמדורגים, אזי קיים סיכון ממשי לתאונה קשה, שבעקבותיה אתה יכול לאבד את כל השנאי.
ומה עם השוק הרוסי?
ראוי לציין שבשנים האחרונות ברוסיה יש נטייה מתמדת לחזור על החוויה של אירופה, שבה עד 90% מכל השנאים החדשים שהותקנו הם מהסוג היבש. השוק מגיב בהתאם. כיום בפדרציה הרוסית יש הצעות של מכשירים כאלה משתי קבוצות של יצרנים. הראשון שבהם כולל מותגים רוסיים, איטלקיים, סיניים וקוריאנים. בעיקרון, אנלוגים בונים של מותגים רוסיים ידועים מוצעים: TSZ, TSL, TSGL. כמה עולה שנאי יבש שכזה? המחיר של "אלף" טיפוסי נע בין 900 אלף למיליון רובל.
הקבוצה השנייה כוללת יצרנים גרמנים וצרפתים. הם מציעים ציונים של סדרת DTTH, GDNN, GDHN. כמה יעלה שנאי מיובא כזה? המחיר של אותו "אלף" יהיה בין 1.5 ל-2 מיליון רובל.
