PCS／インバータ用キャビネット筐体

製品概要

構造設計および耐力評価

Leading Top Union社のPCS/インバータキャビネット筐体は、100 kWから5 MWまでの電力変換システムを収容するように設計されており、系統連系型および独立型の両構成に対応しています。 ASTM A653に準拠した厚さ2.0 mm～3.0 mmの溶融亜鉛めっき鋼板で製造された本エンクロージャーは、IEC 60529に基づくIP54等級およびNEMA 3R規格に準拠しており、あらゆる方向からの粉塵の侵入や水しぶきに対する保護を確実に実現します。 内部の構造補強は AWS D1.1 規格に準拠して溶接されており、すべての溶接部は ISO 5817 グレード B に準拠した目視検査によって検証されています。このエンクロージャーは、最大 12,000 CFM の風量による強制空冷、または 2 インチ NPT 継手を備えた液体冷却ループに対応しており、周囲温度が 50°C までの環境下で内部温度を 45°C 以下に維持します。

電磁両立性シールドおよびアークフラッシュ保護

筐体設計に電磁両立性シールドを組み込むことで、外部フィルターキャビネットを必要とせずに、IEC 61000-6-2（産業用耐性）およびIEC 61000-6-4（放射制限）の要件を満たしています。 すべてのドアおよびパネル接合部には、圧縮永久歪み抵抗が95%以上の導電性ガスケットが取り付けられており、100 MHzで60 dB、1 GHzで40 dBの減衰効果を発揮します。本筐体はIEEE C37.20.7に準拠したアークフラッシュ定格を有し、前面からのみアクセス可能なタイプ2のアクセス分類に適合しています。 内部アーク封じ込めは、厚さ3.0 mmの鋼製バリアおよび、500 ms以上の持続時間における10 kAのアーク故障電流に耐える定格を持つ圧力逃がしパネルによって実現されています。すべてのアクセスドアに装備された安全インターロックは、ドアが開くと自動的に制御電源を遮断し、NFPA 70Eの要件に準拠しています。

ケーブル管理およびバスバーシステム

ケーブル管理は、高密度のACおよびDC電源配線に最適化されており、電源ケーブル（最大500 MCM）と通信ケーブル（光ファイバーおよびCat6A）用にそれぞれ独立したコンパートメントが設けられています。 筐体には、片側あたり最大24本のケーブル導入に対応するIP54規格のグランドプレート付き、あらかじめ穴あけ加工済みのケーブル導入プレートが装備されています。バスバーシステムはIEC 61439-1に準拠し、2000 Aの連続電流定格を有しており、錫メッキ銅バーは全負荷時で60°Cの温度上昇に耐えるよう設計されています。 本筐体は上部および下部からのケーブル導入に対応しており、現場での設置の柔軟性を高めるため、取り外し可能なグランドプレートが採用されています。すべての金具はSUS316ステンレス鋼製であり、沿岸環境での耐食性を確保するため、筐体にはRAL 7035テクスチャ仕上げの粉体塗装が最低80ミクロンの厚さで施されています。

用途・産業

大規模太陽光発電所

大規模太陽光発電所では、PCS/インバータキャビネットエンクロージャーが1ユニットあたり1.5MW～5MWで導入され、通常はSMA、Sungrow、またはKACO製の中央インバータと組み合わせて使用されます。100MWのソーラーファームの場合、約20～30台のエンクロージャーが並列に設置され、各エンクロージャーは3,000VDCの入力と600VACの出力を処理します。 本エンクロージャーはIP54規格に準拠しており、周囲温度が最大55°Cに達する砂漠環境での屋外設置が可能です。また、強制空冷システムにより、IGBTの接合部温度を125°C以下に維持します。電磁両立性準拠により、2.4 GHzで動作するSCADA通信システムへの干渉を防止し、リアルタイムの出力抑制や系統周波数応答において極めて重要な役割を果たします。

洋上風力発電の用途

洋上風力発電用途において、本筐体は、永久磁石発電機による2MW～4MWの出力変換に対応するため、液体冷却仕様に適合しています。筐体は船舶用グレードの316Lステンレス鋼で製造され、高い耐食性を確保するため、ISO 12944 C5-Mに準拠した120ミクロンのエポキシ系コーティングが施されています。 内部コンポーネントは、ASTM B117に準拠した1,000時間の塩水噴霧試験において腐食が生じないことが確認されています。本筐体は、洋上変電所向けのDNV-GL型式承認を取得しており、IEC 60068-2-6に準拠した5～100 Hz、加速度2 gの振動試験に合格しています。 ケーブル貫通部には、IP68の浸水耐性を有する電磁両立性用グランドが取り付けられており、液体冷却ループには、-20°Cまでの凍結防止のために30%のグリコール・水混合液が使用されています。

鉱業および鉱物加工事業

鉱業および鉱物処理の現場において、本筐体はコンベア駆動装置や巻上げ機用の回生ブレーキシステムに採用されており、500 kWから3 MWの出力に対応しています。本筐体は地下設置用に設計されており、厚さ1.5 mmの鋼製構造を採用し、危険区域への適合性確保のため、IEC 60079-14に準拠した100ミクロンの帯電防止粉体塗装が施されています。 IEEE C37.20.7 タイプ2Bに準拠したアークフラッシュ耐性により、閉鎖空間でのメンテナンス時の保護が確保されています。筐体には、強制空冷用のMERV 8規格の集塵フィルターが組み込まれており、すべての扉にはアーク発生時の内部圧力を制御するための圧力逃がしダンパーが装備されています。ケーブル管理システムは、4/0 AWGの電源ケーブルと18 AWGの制御ケーブルを別々のケーブルダクトで収容可能です。

石油化学および石油・ガス関連施設

石油化学および石油・ガス施設において、このエンクロージャーは、250 kWから2 MWのポンプおよびコンプレッサー用途の可変周波数駆動装置（VFD）に使用されます。本エンクロージャーはNEMA 4X規格に準拠して製造されており、本体には3.0 mm厚の304Lステンレス鋼を採用し、耐薬品性を高めるために150ミクロンのエポキシコーティングが施されています。 内部冷却には、周囲温度40°Cで100 kWの放熱能力を持つプレート式熱交換器を備えた閉ループ式液体冷却システムを採用しています。本エンクロージャーはIEC 60079-15に準拠し、ゾーン2・ガスグループIICの認定を受けており、すべての電気部品は-20°Cから+60°Cでの動作に対応しています。 ケーブル貫通部はIEC 60079-14に準拠した防爆グランドで密閉されており、筐体には陽圧維持のためのパージシステムが組み込まれています。

PCS／インバータキャビネット用エンクロージャーにLeading Top Unionを選ぶ理由

多規格溶接および品質認証

Leading Top Unionは、金属材料の溶接に関するISO 3834-2認証を取得しており、PCS/インバータキャビネット筐体のすべての構造溶接部が、耐疲労性および耐荷重能力において最高水準の品質基準を満たしていることを保証します。また、EN 1090-2 EXC3認証により、鉄骨構造における施工クラス3が保証されており、すべての材料について製鋼所から最終組立までのトレーサビリティが確保されています。 すべての溶接手順においてAWS D1.1認証を維持しており、AWS QC1に準拠した認定溶接士が作業にあたります。各エンクロージャーは、±0.1 mmの精度を持つCMM装置を用いて100%の寸法検査を受け、すべての溶接部はISO 17640に準拠した超音波検査により内部欠陥の有無が検査されます。この多基準アプローチにより、生産ロット全体を通じて一貫した品質が確保されています。

製造能力と精密加工

蘇州の製造拠点には、カスタム筐体の製造に特化した15,000平方メートルの生産フロアが設けられています。 30トン容量・32ステーションの金型を備えたCNCタレットパンチプレスを用いて精密な板金成形を行い、穴位置の公差は±0.2mm、外形寸法の公差は±0.5mmを実現しています。レーザー切断設備は、板厚1.5mmから6.0mmの素材に対応し、±0.1mmの精度で加工可能です。 粉体塗装ラインには、リン酸亜鉛変換コーティングを含む5段階の前処理工程が含まれており、その後、ポリエステル粉体を静電塗装により最低80ミクロンの厚さで塗布します。各エンクロージャーは、ASTM D3359に基づく塗装付着性試験およびASTM B117に基づく最低500時間の耐塩水噴霧試験を受けています。

カスタマイズオプションとドキュメント

PCS/インバータキャビネット筐体については、幅600 mm～2,400 mm、奥行600 mm～1,200 mm、高さ1,800 mm～2,400 mmの範囲で寸法をカスタマイズできるなど、完全なカスタマイズが可能です。内部の取り付けレールは25 mm刻みで調整可能であり、コンポーネントの配置を柔軟に行えます。 最大定格3,000 A、銅断面積50 mm²～200 mm²のバスバーシステムを標準装備しています。ケーブル管理オプションとして、ケーブルトレイ、ラダーラック、および配線図に基づいたカスタムカットアウトを施したワイヤダクトをご用意しています。 すべてのエンクロージャーには、EN 10204 3.1に基づく材料試験証明書、溶接手順書（WPS）、およびISO 9001:2015品質マネジメントシステムに基づく検査報告書を含む、完全なドキュメント一式が同梱されます。

テクニカルサポートおよびシステム統合サービス

SMA、Sungrow、KACO、Dynapowerなどを含むあらゆるインバータプラットフォームとの統合に関する技術サポートは、エンジニアリングチームが提供します。筐体設計は、標高2,000メートル以上の高地設置における気流の増加や、周囲温度55°Cまでの環境条件での定格低減など、特定の冷却要件に合わせて変更可能です。 200 W定格の結露防止ヒーター、遠隔監視用のドア位置センサー、IEC 61643-11に準拠したタイプ1およびタイプ2用途向けの内蔵サージ保護装置（SPD）などのオプション機能も利用可能です。カスタム筐体のリードタイムは複雑さに応じて4～8週間ですが、試作前の検証用サンプルユニットは2週間以内にご用意可能です。

技術仕様

関連製品・サービス