A középfeszültségű áramelosztó rendszerekben (jellemzően 3,6 kV-tól 40,5 kV-ig terjedő tartományban) az elektromos áramkörök leválasztása kiemelten fontos az üzembiztonság, a hálózat stabilitása és a balesetmegelőzés érdekében.Fémburkolatú kapcsolóberendezéselsődleges védelmi vonalként szolgál.
De hogyan választja le pontosan az áramköröket egy fémmel zárt kapcsolóberendezés normál és hiba esetén? Többrétegű mérnöki megközelítésre támaszkodik, amely egyesíti a fizikai rekeszbeosztást, a fejlett szigetelőközegeket, a megbízható megszakítókat és a biztonságos reteszelő rendszereket.
1. Fizikai felosztás: A fémkorlát
A fémmel zárt kapcsolóberendezések meghatározó jellemzője a földelt fémház, amely belülről acéllemezek (gyakran alumínium-horganyzott acél) felhasználásával különálló, lokalizált rekeszekre van osztva.
Szabványos páncélozott kivehető egységben – mint például az iparágvezető[Szúrjon be linket ide: KYN28A-12 fémbevonatú kapcsolóberendezés termékoldala]KYN28A-12- a szekrény négy különálló rekeszre oszlik:
Gyújtósín rekesz:A fő háromfázisú gyűjtősíneket tartalmazza.
Megszakító (kézikocsi) rekesz:Tartalmazza a kihúzható vákuum-megszakítót (VCB).
Kábelrekesz:Ahol a bejövő/kimenő kábelek, az áramváltók (CT) és a földelő kapcsolók találhatók.
Alacsony feszültségű (relé) rekesz:Leválasztja a másodlagos vezérlővezetékeket és a védelmi reléket a nagyfeszültségű primer áramköröktől.
Ez a fizikai leválasztás biztosítja, hogy ha az egyik rekeszben (pl. a kábelrekeszben) belső ívvillanás történik, a fémkorlátok megakadályozzák, hogy a hiba továbbterjedjen a szomszédos áramkörökre vagy a fő gyűjtősínekre, egyetlen zónára korlátozva a károsodást.
2. Dielektromos szigetelő közegek
A fizikai távolság önmagában nem elegendő ahhoz, hogy megakadályozza az elektromos meghibásodást magas feszültségnél. A kapcsolóberendezések speciális szigetelőanyagokat használnak a biztonságos szigeteléshez szükséges hézag minimalizálása érdekében.
Légszigetelés (AIS):A szabványos kapcsolóberendezések meghatározott léghézagokat használnak (pl. $\ge 125\text{ mm}$ fázis-fázis és fázis-föld távolság a 12 kV-os rendszereknél) a megbízható szigetelés fenntartása érdekében.
Szilárd szigetelők:Kiváló minőségűepoxigyantaa szigetelő gyűjtősíntartókat, kifolyókat és érintkeződobozokat széles körben alkalmazzák. Az epoxigyanta kiváló dielektromos szilárdságot és mechanikai merevséget biztosít, megakadályozva az áramszivárgást a földelt szerkezetbe.
Gáz/folyékony közegek:A kompakt alkalmazásokban a speciális áramköri komponensek SF6 gázt vagy alternatív ökogázokat használnak a lezárt modulokban az ívek eloltására és a feszültség alatt álló részek lényegesen kisebb helyigényű leválasztására.
3. Aktív áramkör megszakítása vákuum-megszakítókon (VCB) keresztül
Míg a fizikai megszakítások látható elszigeteltséget biztosítanak,aktív leválasztás terhelés vagy hiba eseténnagy teherbírású kapcsolókészüléket igényel. A modern fémburkolatú kapcsolóberendezések elsősorban aVákuum-megszakítók (VCB)az elavult, veszélyes olajba merülő opciók helyett.
Rövidzárlat vagy túlterhelés esetén a rendszervédelmi relé kioldást ad a VCB-nek. A VCB vákuummegszakítóján belül az elektromos érintkezők elválanak. A nagyvákuumú környezet ezredmásodperceken belül gyorsan kioltja a keletkező elektromos ívet, teljesen leválasztva és leválasztva a hibás áramkört a feszültség alatt álló közműhálózatról.
4. Mechanikai és elektromos reteszelőrendszerek ("Öt megelőzés")
Az emberi hiba a karbantartás során bekövetkező elektromos balesetek egyik vezető oka. A helytelen működés elkerülése érdekében a fémbevonatú kapcsolóberendezések egy kifinomult"Five-Prevention" (5-Proof) mechanikus és elektromos reteszelő rendszer.
Olyan modellekben, mint a XGN15-12, az összekapcsolási logika szigorú működési sorrendet kényszerít ki:
Akadályozza meg a megszakító kézikocsi terhelés alatti húzását/tolását:A VCB-t teljesen KI kell kapcsolni (nyitni), mielőtt a kézikocsit a „Teszt” és „Szerviz” pozíciók között mozgatni lehetne.
Megakadályozza a megszakító véletlen zárását/kinyílását:Kiküszöböli a jogosulatlan parancsokat instabil rácsállapotok esetén.
Akadályozza meg a földelőkapcsoló zárását, amikor a megszakító feszültség alatt van:Biztosítja, hogy a karbantartási földelés ne hajtható végre aktív, feszültség alatt álló áramkörön.
Akadályozza meg az áramkör feszültség alá helyezését, amikor a földelőkapcsoló zárva van:Megvédi a rendszert a katasztrofális, holt rövidzárlatoktól.
Akadályozza meg a feszültség alatt álló rekeszbe való belépést:A rekeszajtók (különösen a kábelrekesz) mechanikusan zárva maradnak mindaddig, amíg a VCB ki nem húzódik és az áramkör teljesen földelődik.
5. Rendszerföldelés a biztonsági leválasztáshoz
A leválasztás nem teljes a maradék elektromos energia kisütése nélkül. A fémburkolatú kapcsolóberendezések integrált, nagy kapacitásúföldelő kapcsoló.
Miután az áramkört a megszakítón és a leválasztott szakaszolókon keresztül leválasztották, a kezelő lezárja a földelő kapcsolót. Ez a leválasztott áramkört közvetlenül a földeléshez köti. Biztosítja, hogy a hosszú kábelfutások során tárolt maradék kapacitív töltés biztonságosan kisüljön, és megvédi az elektromos áram véletlenszerű visszatáplálását, miközben a karbantartó személyzet a szekrényben dolgozik.
Következtetés
Az áramköri leválasztás a fémmel zárt kapcsolóberendezésekben egy átfogó integrációpasszív burkolati akadályokésaktív mechanikus/elektromos vezérlés. A különálló acél rekeszek, az epoxigyanta szigetelés, a precíz vákuum-megszakítók és a szigorú "Öt-megelőző" reteszek kombinálásával a modern kapcsolóberendezések garantálják, hogy a nagyfeszültségű áramellátás biztonságosan szabályozott és biztonságos maradjon a kezelők számára.
atVillamos ág, prémium 11 kV-os, 12 kV-os és 24 kV-os fémházas kapcsolóberendezéseket tervezünk és gyártunk, amelyek megfelelnek a nemzetközi IEC szabványoknak.
Szeretné optimalizálni projektje áramelosztási biztonságát?
Lépjen kapcsolatba a Gangheng Electric műszaki támogatásávalmég ma, hogy 24 órán belül személyre szabott mérnöki rajzot és árajánlatot kapjon.
Hivatkozások
IEC 62271-200: Nagyfeszültségű kapcsoló- és vezérlőberendezések – 200. rész: Váltóáramú fémburkolatú kapcsoló- és vezérlőberendezések 1 kV feletti és 52 kV-ig terjedő névleges feszültségekhez.
IEEE C37.20.2: A fémburkolatú kapcsolóberendezések szabványa.