배전반 내 결로 현상: AWS 컨트롤러의 용량 선정 방법

저희와 함께 일하는 한 유지보수 관리자는 자신의 여름을 다음과 같이 묘사합니다. 습한 어느 아침, 링 메인 유닛이 트립되었는데, 아무도 건드리지 않았음에도 그가 현장에 도착했을 때 고장은 저절로 해결된 상태였습니다. 전원을 다시 공급하니 정상적으로 작동했고, 3주 후에도 똑같은 일이 반복되었습니다. 이러한 현상은 스위치기어 내부의 결로 현상이며, 타는 냄새를 남기지 않는 몇 안 되는 고장 유형 중 하나입니다.

범위 설명: 본 문서는 AWS 온도 및 습도 제어기 제품군을 사용하여 저전압 스위치기어, 단자함, 링 메인 유닛 및 소형 변전소 내부의 캐비닛 온도 및 습도 제어에 적용됩니다. 공조 시설이 갖춰진 전기실과 강제 환기 방식의 실외 키오스크에는 별도의 규정이 적용됩니다. 당사는 AWS 제품군을 직접 제조하고 있으므로, 이를 염두에 두고 용량 선정 지침을 참고하시기 바랍니다.

물은 실제로 어디에서 오는가

패널 내부에 물이 스며들기 위해 반드시 누수가 있을 필요는 없습니다. 따뜻한 공기는 차가운 공기보다 더 많은 수분을 머금고 있으며, 내부 온도가 변동함에 따라 모든 인클로저는 케이블 입구, 개스킷 및 도어 씰을 통해 공기가 드나들게 됩니다. 오후에는 40°C를 유지하다가 밤새 24°C로 떨어지는 캐비닛은 온도가 내려가는 과정에서 습한 공기를 유입합니다. 내부 표면 온도가 해당 공기의 이슬점 아래로 떨어지면 수분이 그 표면에 응결됩니다.

이슬점은 문제 전체를 설명해 주기 때문에 한 번쯤 계산해 볼 가치가 있습니다. 30°C, 상대 습도 80% 조건에서 이슬점은 약 26°C입니다. 해당 공기 중에서 26°C 이하인 모든 표면에는 물이 맺힙니다. 밤새 냉각되는 공장 내의 강철 인클로저 벽은 내부 공기보다 훨씬 먼저 주변 온도에 도달하는데, 이것이 바로 벽에 응결이 발생하여 버스바 위로 흘러내리는 이유입니다.

IEC 60068-2-30은 이러한 주기를 재현하는 시험 표준이며, IEC 61439-1은 어셈블리 자체의 온도 상승 한계를 규정하고 있습니다. 400V 배전반과 33kV 링 메인 유닛에서 물리적 메커니즘은 동일하며, 결과만 달라질 뿐입니다.

왜 단순히 지저분해 보일 뿐 아니라 회로 차단기가 작동하는 걸까?

절연 표면에 물이 묻어 있어도 고장을 일으키기 위해 별도의 연결 경로가 필요하지 않습니다. 단자대에 습기가 찬 먼지가 묻으면 표면 저항이 낮아지고, 누설 전류가 절연 거리를 따라 서서히 흐르다가 결국 절연 파괴가 발생합니다. 400V 배전반에서는 눈에 띄는 손상이 나타나기도 전에 종종 접지 고장 릴레이가 작동합니다. 중전압 설비에서는 동일한 과정으로 인해 플래시오버가 발생하며, 이로 인해 실질적인 손상이 뒤따릅니다.

부식 속도는 더 느리고 유지보수 비용도 더 많이 듭니다. 단자 나사는 녹이 슬고, 알루미늄 버스바는 접촉 와셔 아래에서 산화되며, 경첩 핀은 고착됩니다. 습한 계절이 세 번이나 이어지는 패널은 건조한 환경에 있는 패널과는 유지보수 방식이 다릅니다.

공기 가열, 감지 및 이동

결로 방지 제어 기능은 세 가지 역할을 수행합니다. 이 중 하나만 수행하는 제어기는 문제를 반만 해결한 셈입니다.

표면을 따뜻하게 유지하세요. 캐비닛 내부의 히터는 공기 온도를 높일 뿐만 아니라, 무엇보다도 강철과 버스바의 온도를 이슬점 이상으로 유지합니다. 당사의 알루미늄 AJR 히터는 A 및 B 본체 크기로 50~300W 범위를 지원합니다. 실리콘 AJR 타입은 50W 및 150W 버전으로 제공되며, 표준 3m 연결선이 포함되어 있어 버스바 뒤쪽 공간이 좁은 경우에 유연한 선택지가 됩니다.

온도와 습도를 모두 측정하십시오. 온도 조절기만으로는 습도를 감지할 수 없습니다. AWS 제품군은 -40~120°C의 온도와, 지능형 모델의 경우 18~98% RH의 상대 습도를 측정하며, 온도 측정 정확도는 ±1°C입니다. 이 습도 측정 채널 덕분에 컨트롤러는 고정된 일정에 따라 작동하는 대신, 실제로 난방이 필요한 시점을 판단할 수 있습니다.

공기를 움직이세요. 히터는 바로 옆 공간을 데웁니다. 따뜻한 공기는 캐비닛 벽을 따라 위로 올라가기 때문에, 인클로저 상단은 뜨거워지는 반면 하단은 문제를 일으켰던 원래 온도를 유지하게 됩니다. AWS 지능형 컨트롤러에는 팬 출력 기능이 포함되어 있으며, 팬이 캐비닛 내부를 가로질러 공기를 순환시켜 히터의 열이 고르게 퍼지도록 합니다. 높이가 높은 큐비클의 경우, 이로 인해 상단은 건조한 반면 하단은 습한 상태가 되는 차이가 발생합니다.

크기 결정은 인클로저의 부피에서 시작되며, 대부분의 캐비닛 제작업체는 결로 방지를 위해 내부 부피 1세제곱미터당 대략 5~10W를 기준으로 작업합니다. 이는 표준이 아닌 대략적인 추정치일 뿐이며, 정확한 계산을 대체할 수는 없습니다. 이 계산법을 검증해 보자면, 밀폐된 600 × 800 × 300 mm 인클로저의 표면적은 약 1.8 제곱미터입니다. 문이 닫힌 상태에서 내부에 50 W 실리콘 패드를 설치하면, 일반적인 도어 씰이 적용되고 단열 처리가 없는 경우를 가정할 때 내부 공기 온도가 대략 5 K 상승합니다. 25도의 실내에서 26도의 이슬점을 방지하여 표면이 결로되지 않도록 하려면 5 켈빈이면 충분합니다. 더 차가운 공장이나 더 큰 인클로저의 경우, 동일한 계산에 따르면 150 W의 열원이나 팬을 이용한 열 분배 방식이 필요하게 됩니다.

더 이상 권장하지 않는 사항

세 가지 패턴은 너무 자주 반복되어 더 이상 추천하지 않게 되었습니다.

가습 기능이 없는 히터. 해안가 변전소에서는 일반 온도 조절기가 온도만 감지하기 때문에 건기에도 히터를 가동합니다. 한 변전소의 패널 세 개가 여름 내내 그런 방식으로 가동되었습니다. 그중 하나는 8월에 내부 온도가 섭씨 45도까지 치솟았고, 2차 배선 절연체가 경화되어 구부러진 부분에서 균열이 생길 지경에 이르렀습니다. AWS 지능형 온도 조절기는 습도도 감지하므로, 공기가 차가울 때마다 가열이 작동하는 것이 아니라 습기가 있을 때만 가열이 작동합니다.

선풍기를 계속 켜 놓는 것. 환기되는 듯한 느낌이 들고 실제로 공기도 순환되지만, 습한 날에는 팬이 습한 외부 공기를 캐비닛 안으로 빨아들입니다. AWS 컨트롤러의 팬 출력은 설정값에 연동되어야 하며, 계속 작동하도록 배선되어서는 안 됩니다.

모든 입구를 봉쇄하고 참호는 열어둔다. IEC 60529에 정의된 대로 밀폐된 IP65 등급 인클로저는 케이블 도관을 통해 여전히 공기가 유입됩니다. 우기에 케이블 트렌치에 물이 차면, 인클로저 개스킷을 밀봉해도 소용이 없습니다. 습기가 케이블을 따라 유입되기 때문입니다. 이 경우 해결책은 캐비닛이 아니라 트렌치에 있습니다.

AWS 제품군에서 컨트롤러 선택하기

이 제품군은 다이얼, 기본 및 지능형 플랫폼으로 나뉘며, 코드에는 모니터링 대상 채널, 출력이 유발하는 동작, 출력이 수동형인지 전원 공급형인지 여부, 플랫폼 코드, 장착 방식 등 중요한 정보들이 포함되어 있습니다.

플랫폼	설정 방법	장착 방법	적용 분야
(Z) 다이얼	설정값 다이얼, 디스플레이 없음	35 mm DIN 레일 또는 45.5 x 45.5 mm 패널 개구부	단일 기능 캐비닛, 고정 용량
기본 (J)	사전 설정 기능, 제한된 조정 범위	DIN 레일 또는 패널	간단한 히터 또는 선풍기 제어
지능형 (X)	디지털 디스플레이, 다중 채널	48 mm DIN 레일, 72 / 96 / 120 mm 패널, 1P 슬림 DIN 또는 115 x 90 x 72 mm 하우징	다중 채널 캐비닛, 경보 및 4~20 mA 출력, 필요한 경우 RS485

출력 접점의 정격은 250 VAC / 5 A로, 대부분의 히터 및 팬 부하를 직접 처리할 수 있습니다. 지능형 모델은 85~265 V AC/DC 전원을 지원하므로, 동일한 장치를 변형 없이 110 V DC 스테이션 배터리나 230 V AC 보조 전원에서도 사용할 수 있습니다. 일부 모델에서는 RS485를 지원하며, 이를 통해 캐비닛 환경 데이터가 패널 모니터링의 나머지 부분과 동일한 Modbus 루프로 전송될 수 있습니다.

센서는 플랫폼에 맞춰져 있습니다. 다이얼형에는 WCG-Z, 기본형에는 WCG-J, 지능형에는 WCG-X가 각각 대응됩니다. 연결선과 커넥터는 컨트롤러에 따라 다르므로, 센서는 나중에 따로 맞추기보다는 장치와 함께 주문해야 합니다. 센서는 가장 차가운 표면이 보이는 측면의 중간 높이에 장착하고, 히터 본체에서 멀리 떨어뜨려 설치해야 합니다. 그렇지 않으면 컨트롤러가 캐비닛의 다른 부분에서는 경험하지 못하는 온도를 측정하게 됩니다.

4~20 mA 출력을 지원하는 지능형 장치의 설치 시 유의할 점 하나: 경보 및 아날로그 출력은 실제로 대부분의 제어반에서 가장 많이 사용되는 두 가지 신호입니다. 경보 접점은 현장 경보 장치에 연결되며, 캐비닛 습도의 추세가 단일 임계값보다 더 유용할 경우 아날로그 출력은 SCADA 루프에 연결됩니다.

실용적인 순서

먼저 측정하십시오. 습한 계절에 일주일 동안 캐비닛의 온도와 습도를 측정하는 것이 방문 당일 한 시간 동안 측정하는 것보다 더 많은 정보를 제공합니다. 용적에 따라 히터의 용량을 결정한 다음, 1세제곱미터당 5~10W라는 추정치를 바탕으로 온도 상승폭을 확인하십시오. 위의 플랫폼 표에서 센서와 컨트롤러 조합을 선택하십시오. 팬 출력을 설정값에 연결하고, 인클로저에 문제가 있다고 단정하기 전에 마지막으로 트렌치 상태를 점검하십시오.

AWS 컨트롤러, 센서 및 히터는 당사 웹사이트의 전력 모니터링 및 보호 제품 카탈로그에 수록되어 있습니다. 다운로드 센터. 같은 이야기의 나머지 절반, 즉 건조하기보다는 지켜봐야 할 인기 명소들에 대해서는, 우리의 다음 기사에서 제어판 문제 해결 결로 현상과 혼동되기 쉬운 증상들을 다루고 있으며, ACXION 블로그에는 설치 관련 글들이 모아져 있습니다. 당사의 제조 배경에 대한 내용은 ACXION 소개, 그리고 캐비닛 도면은 다음 절차를 거쳐 ACXION 문의 페이지.

사양은 최신 카탈로그를 기준으로 하며, 제품 라인업이 개정됨에 따라 변경될 수 있습니다. 주문 확인서를 통해 채널 수, 출력 방식 및 장착 형식을 다시 한 번 확인해 주십시오.

컨트롤러, 센서 및 히터는 주문하신 사양에 따라 제공되며, 각 품목은 별도로 견적이 산정됩니다.