Mida tuleks tähele panela madalpinge püramoolel asuvate lülititeta automaatide disainis

Madalvoolu püstitatud lõhkevedijad on kriitilised kaitse- ja juhtimise seadmed elektrivõrkudes, mille disain ja toiming mõjutavad otse süsteemi ohutust ja usaldusväärsust. Nende disain peab üldiselt arvesse võtma keskkonnakohanduvust, elektriliste parameetrite koordineerimist ja aktuaatorite valikut, et tagada stabiilne töö erinevatel tingimustel. Töö ajal on hädavajalik järgida tihedalt ohutuseeskirju, regulaarse hoolduse ja eriolukordade õiget käsitsemist, et vältida vigaste toimingute tekitatud õnnetusi. See artikkel annab süstemaatilise ülevaate madalvoolu püstitatud lõhkevedijate olulistest disainiprintsiipidest ja operatsioonistandardidest, pakkudes inseneritehnikutele professionaalset juhendit.

1. Madalvoolu püstitatud lõhkevedijate disaini kaalutlused

Madalvoolu püstitatud lõhkevedijate disain peab vastama raskele väliskeskkonnale ja täitma kaitse- ja juhtimisnõudeid.

1.1 Keskkonnakohanduvus

Kuna need lõhkevedijad on väljas paigaldatud, peavad nad suurendama temperatuurilinge, niiskuse, soola nebuli korroosiooni ja mehaanilise vibratsiooni. Vastavalt GB/T 2423.17 peavad nad läbima 72-tundi kesta neutraalse soolanälgereaktsioonitesti (taseme 5), mis on sobiv merepiirkondades või tööstuspiirkondades, ning saastetase 3, et vastata juhtiva saaste või kondenseerumise vastu. Kõrgeimatele alustele (>2000m) tuleb isolatsiooni ja temperatuuri tõusu parameetrid kohandada vastavalt GB/T 20645-2021 (temperatuuri tõusu piir väheneb 1% iga 100m tõusu kohta; kulgemisvoolu vähendamine on vajalik üle 4000m).

Madalatele temperatuuridele tuleb tagada -40°C töötamine ja -55°C säilitamine, kindlustades usaldusväärse aktuaatori toimimise. UV-kindlustus nõuab pinnapuuste, nagu polüamiidivärv (kontaktkant >90°) või PVDF (UV vananemisvastavus ≥ taseme 8). Korpusi peab vastama IP54/55 standarditele, et vältida isolatsiooni halvenemist.

1.2 Elektriliste parameetrite koordineerimine

Täpne lühiteevoogu arvutamine ja sobivad parameetrite valik on olulised. Lühiteevoogu tuleb arvutada absoluutmeetodiga, arvestades kolmefaasi, kahedefaasi ja ühefaasi maapinna lühiteekirjeldusi. Algse kolmefaasi lühiteevoo arvutatakse järgmiselt:

kus Un on nimiaegne liinispänna, ja R_k, X_k on lühiteeringluse kogu vastus ja reaktiivsus. Lõhkevedija määratud lühiteevoo katkestamisvõime (Ics) ei tohi olla väiksem kui maksimaalne kolmefaasi lühiteevoo. Tundlikkuse kontroll nõuab, et lõhkevedija lõppvoo lühiteevoo oleks vähemalt 1,3 korda hetkelise või lühiajalise üleliikmelise trippimise seadistusväärtusega: I_min≥1.3I_set3.

Üleliikmelise kaitse jaoks peab pikka-aegne trippimise seadistus Iset1 rahuldama I_z≥I_set1≥I_c, kus Iz on joonte jätkuv kulgemisvool ja IcIc on arvutatud laadivool. Lühiteekaitse jaoks peaks hetkelise trippimise seadistus I_set3 olema ≥1,2 korda suurima mootori täisalgusvoolu (nt 20–35 korda nimiaegne vool sorkmehokatel), samas kui lühiajaline seadistus I_set2 peaks vältima ajutisi laadipiki, tavaliselt seadistatud 1,2 korda (maksimaalne mootori algusvool + muud laadid).

1.3 Aktuaatori valik

Harilikult kasutatakse veeretasandmeid, mis nõuavad usaldusväärsust, hüppimise vastastikust blokeerimist, vaba trippimist ja dempeerimist. Ajaparametrid: raami lõhkevedijad – sulgub ≤0,2s, avaneb ≤0,1s; plastikku leitud lõhkevedijad – mehaaniline elu ≥10 000 toimingut (raami lõhkevedijad ≥20 000). Aktuaator peab sisaldama energiapuhverdete detekteerimist ja turvalooga, et tagada ohutu toimimine. Dinamilised omadused nõuavad optimiseeritud kontaktikiirust ja asukoha kontrolli (nt mitmesugune kontroll vakuumlõhkevedijate jaoks, et minimeerida kontakti hüppe). Väljundomadused peavad vastama lõhkevedijaga, et tagada sulgumine lühiteevoo tingimustes. Külmates piirkondades suureneb kondensaatorite ESR -40°C, pikendades sulgumisaega; muutuv temperatuur on testimiseks hädavajalik.

2. Kaitsefunktsioonide disain ja seadistuste valik

2.1 Üleliikmelise kaitse

Tavaliselt rakendatakse termo-magneetiliste või elektrooniliste trippimise üksuste kaudu. Termo-magneetilised üksused kasutavad bimetallseid ribbi, millel on pöördproporatsionaalsed ajad (trippimise aeg on pöördproporatsionaalne üleliikmelise voolu ruuduga). Elektroonilised üksused pakuvad täpset kontrolli, kus pikka-aegsed trippimise seadistused Ir ulatuvad 0,4 kuni 1 korda nimiaegsele voolule In. Seadistused peavad rahuldama In≥Ic ja In≤Iz. Tundlikkus: Sp=I_kmin/I_op≥1.3, kus IkminIkmin on vähim ühefaasi lühiteevoo lõppjoones. Kriitiliste laadide puhul võib üleliikmelise kaitse aktiveerida hoiatusena, mitte trippimise kaudu.

2.2 Lühiteekaitse

Sisaldab lühiajalise ja hetkelise kaitset. Lühiajaline kaitse tagab selektiivsuse: $\×$ (maksimaalne mootori algusvool + muud laadid), aja viivitus (0,1–0,4s) koordineeritakse ülemiste lõhkevedijatega (≥0,1–0,2s aja erinevus). Hetkeline kaitse suunatakse tõsiste veateadete vastu: $\×$ täisalgusvool (nt 12–18 korda InIn mootoritele). Jaotusjoontele on eelistatud elektroonilised trippimise üksused viivitusega hetkelise kaitsega. Selektiivsus: ülemine lühiajaline seadistus ≥1,3 × alumine hetkeline seadistus, viivitus ≥0,1–0,2s.

2.3 Undervoltage Protection

Väikepinge kaitse takistab seadmete kahjustumist pingelahingutest. Trippimisaladeks on 35%–70% nimiaegsest pingest. Hetkelised tüübid trippivad kohe, kuid võivad põhjustada häirivaid trippimisi; viivitusega tüübid (0–5s) ignoreerivad lühiajalisi fluktuatsioone, mis on sobivad tööstuslikuks kasutamiseks. Undervoltage trippimise üksuse nimiaegne pinge peab vastama joonepingele, ja selle funktsioon ei tohi segada muud kaitset. Viivitusega tüübid (0,2–3s) on soovitatud tööstuslikuks kasutamiseks.

3. Selectivity Coordination and Cascading Protection

3.1 Selectivity Zones

• Zone 1 (Isc < downstream Icu): Achieved via current and time grading (e.g., upstream $\&times;$ downstream Iset3Iset3, time delay &ge; downstream + 0.1s).

• Zone 2 (downstream Icu < Isc < upstream Icu): Relies on current-limiting characteristics or manufacturer data. Selectivity limit IsIs may be less than downstream Icu (partial selectivity).

• Zone 3 (Isc > upstream Icu): Requires testing; upstream contacts may momentarily open (&le;30ms) without tripping, provided no welding occurs.

3.2 Cascading Protection

Leverages upstream breaker current-limiting to allow use of lower-breaking-capacity downstream breakers, reducing cost. Requires matching instantaneous settings and avoiding critical loads on cascaded circuits. Energy-based selectivity (e.g., in A-type breakers) can enhance selectivity limits, but verification via manufacturer data is essential.

3.3 Selectivity Methods

• Current Selectivity: Upstream instantaneous setting &ge;1.3 &times; downstream.

• Time Selectivity: Upstream short-time delay &ge; downstream + 0.1&ndash;0.2s.

• Energy Selectivity: Based on contact system energy requirements.

• Logic Selectivity: Downstream fault detection sends a lockout signal to upstream, enabling fast downstream tripping while upstream remains closed&mdash;ensuring "stable, accurate, fast" protection.